明 細 書 Specification
圧力センサモジュール、および圧力検出装置 Pressure sensor module and pressure detection device
技術分野 Technical field
[0001] 本発明は、被検出流体の圧力を検出する圧力センサモジュール、および圧力検出 装置に関する。 The present invention relates to a pressure sensor module that detects the pressure of a fluid to be detected, and a pressure detection device.
背景技術 Background art
[0002] 従来、腐食性の強いガスや薬液の配管などに使用される圧力トランスミッタや圧力 測定装置などがある。このような圧力トランスミッタや圧力測定装置などは、腐食性の 強いガスや薬液などと接し、その圧力を検知する圧力センサモジュールが設けられ ている(例えば、特許文献 1および特許文献 2参照)。 [0002] Conventionally, there are pressure transmitters and pressure measuring devices used for piping of highly corrosive gases and chemicals. Such pressure transmitters and pressure measuring devices are provided with a pressure sensor module that comes into contact with highly corrosive gas or chemical solution and detects the pressure (for example, see Patent Documents 1 and 2).
[0003] 特許文献 1に記載のダイアフラム圧力センサは、開口部側に PFA(PerFluoroAlkox ylalkane)製の圧力導入部材が嵌合されている。この圧力導入部材には、 PFA製の 受圧架台が溶着され、この受圧架台の内部側の面にダイァフラムが接着されている。 そして、ダイァフラムのさらに内側面に圧力センサ部が設けられていて、被検出流体 であるガスや薬液などの圧力によるダイァフラムの変位を抵抗変化に変換して電気 信号として取り出している。ここでこのダイァフラムの表面は、腐食性の強いガスや薬 液により腐食されるのを防ぐため、 PFA榭脂により防護加工されている。 [0003] In the diaphragm pressure sensor described in Patent Document 1, a pressure introduction member made of PFA (PerFluoroAlkoxylalkane) is fitted on the opening side. A pressure receiving pedestal made of PFA is welded to this pressure introducing member, and a diaphragm is bonded to a surface on the inner side of the pressure receiving pedestal. Further, a pressure sensor unit is provided on the inner surface of the diaphragm, and the displacement of the diaphragm due to the pressure of the gas to be detected or the chemical solution is converted into a resistance change and extracted as an electric signal. Here, the surface of this diaphragm is protected by PFA resin to prevent it from being corroded by highly corrosive gas or chemical solution.
[0004] 特許文献 2に記載の圧力センサモジュールは、キヤビティのリップ上に可撓性膜が 設置され、この可撓性膜の頂部に圧力センサが設けられて、被検出流体の圧力によ り可撓性膜が変位し、この変位量を圧力センサにて検出することで被検出流体の圧 力を検出している。この可撓性膜は、例えばテフロン (ィー 'アイ'デュポン 'ドウ'ヌム ール'アンド'カンパ-一の登録商標)などにより形成され、この可撓性膜の上表面に は、溝部、もしくはチャンネルのパターンが形成され、ピンホール通路を残した状態で 形成されている。また、この可撓性膜の圧力センサ側の面とは反対側の面の側方か らキヤビティ中央領域中へ逸散する通路が形成されている。 [0004] In the pressure sensor module described in Patent Document 2, a flexible film is provided on a lip of a cavity, and a pressure sensor is provided on a top portion of the flexible film. The flexible membrane is displaced, and the pressure of the fluid to be detected is detected by detecting the amount of displacement with a pressure sensor. The flexible film is formed of, for example, Teflon (registered trademark of "I", "I", "Dupont", "Dou", "Numur", and "Compa-I"), and the upper surface of the flexible film has grooves, Alternatively, a channel pattern is formed and the pinhole passage is left. In addition, a passage is formed which escapes from the side of the surface of the flexible membrane opposite to the surface on the pressure sensor side into the cavity center region.
[0005] 特許文献 1 :特許第 3410711号公報 (第 2頁、図 1) Patent Document 1: Japanese Patent No. 3410711 (Page 2, FIG. 1)
特許文献 2 :特許第 3323513号公報 (第 6頁、図 4〜図 15)
発明の開示 Patent Document 2: Patent No. 3323513 (Page 6, FIGS. 4 to 15) Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題 Problems to be solved by the invention
[0006] ところで、特許文献 1に記載のダイアフラム圧力センサでは、 PFAの受圧架台と圧 力センサのダイァフラムとを接着剤にて直接貼り付けて接着している。しかしながら、 このような構成では、被検出流体の腐食性ガス成分がダイアフラム側に透過するおそ れがある。このような場合、ダイァフラムが腐食したり、ダイァフラムに接着された受圧 架台が剥離したりする。このため、圧力センサとしての耐久寿命に限界があり、長時 間の使用などに不向きである。 [0006] Meanwhile, in the diaphragm pressure sensor described in Patent Document 1, the pressure receiving pedestal of the PFA and the diaphragm of the pressure sensor are directly adhered by an adhesive. However, in such a configuration, the corrosive gas component of the fluid to be detected may permeate to the diaphragm side. In such a case, the diaphragm is corroded, or the pressure receiving base bonded to the diaphragm is peeled off. Therefore, the durability of the pressure sensor is limited, and it is not suitable for long-time use.
[0007] また、特許文献 2に記載の圧力センサモジュールは、薄いテフロン (ィー 'アイ'デュ ボン'ドウ ·ヌムール ·アンド 'カンパ-一の登録商標)製の可撓性膜が圧力センサに押 し当てられた構成である。し力しながら、このような構成では、上記特許文献 1と同様 に、被検出流体の腐食性ガス成分が透過する場合がある。特に長時間の使用などに より、可撓性膜から被検出流体の腐食性ガス成分が透過した場合、このような透過し たガス成分により圧力センサが腐食し、圧力センサの破損の原因となるおそれもある [0007] Furthermore, the pressure sensor module described in Patent Document 2 uses a flexible membrane made of thin Teflon (registered trademark of "I'I'Dubon" Dou Numour and "Kampa-I") as the pressure sensor. This is a pressed configuration. However, in such a configuration, the corrosive gas component of the fluid to be detected may permeate in the same manner as in Patent Document 1 described above. In particular, when corrosive gas components of the fluid to be detected permeate from the flexible membrane due to prolonged use, etc., such permeated gas components corrode the pressure sensor and cause damage to the pressure sensor. May be
[0008] 本発明は、長時間の使用でも測定精度を維持できる長寿命な圧力センサモジユー ル、および圧力検出装置を提供することを目的とする。 [0008] It is an object of the present invention to provide a long-life pressure sensor module and a pressure detection device that can maintain measurement accuracy even when used for a long time.
課題を解決するための手段 Means for solving the problem
[0009] 本発明の圧力センサモジュールは、被検出流体の圧力により変位可能な薄板状の ダイァフラムと、前記ダイァフラムに配置されるとともに、前記ダイァフラムの変位を検 出する検出部と、を備えた圧力センサモジュールであって、前記ダイァフラムの前記 検出部側の面とは反対側の面に対向して配置されるとともに、保持部材により形成さ れる保持空間を介して設けられて、前記被検出流体の圧力により変位可能な薄膜層 と、前記薄膜層の変位を前記ダイァフラムに伝達する変位伝達部と、前記保持空間 および外部空間を連通させる通気孔と、を備えたことを特徴とする。 [0009] A pressure sensor module according to the present invention is a pressure sensor comprising: a thin plate-shaped diaphragm that can be displaced by the pressure of a fluid to be detected; and a detection unit that is disposed on the diaphragm and detects displacement of the diaphragm. A sensor module, wherein the sensor module is disposed to face a surface of the diaphragm opposite to the surface on the side of the detection unit, and is provided via a holding space formed by a holding member, and is configured to receive the fluid to be detected. A thin film layer capable of being displaced by pressure, a displacement transmitting portion for transmitting the displacement of the thin film layer to the diaphragm, and a vent communicating the holding space and the external space.
[0010] この発明によれば、前記ダイァフラムと前記薄膜層との間に保持空間が設けられ、 この保持空間に外部空間と連通した通気孔が設けられている。これにより、例えば被 検出流体の腐食性ガス成分などが薄膜層を透過したとしても、保持空間に形成され
た通気孔からこれらの腐食性ガス成分を除去または希釈することが可能となる。した がって、長時間の使用でも、腐食性のガスや薬液などでダイアフラムを腐食すること がないので、検出精度を維持でき、圧力センサモジュールの長寿命化ができる。 [0010] According to the present invention, the holding space is provided between the diaphragm and the thin film layer, and the holding space is provided with the ventilation hole communicating with the external space. As a result, even if, for example, corrosive gas components of the detected fluid permeate the thin film layer, they are formed in the holding space. It becomes possible to remove or dilute these corrosive gas components from the vent holes. Therefore, even when used for a long time, the diaphragm is not corroded by corrosive gas or chemical solution, so that the detection accuracy can be maintained and the life of the pressure sensor module can be extended.
[0011] また、本発明では、前記保持部材は、前記ダイァフラムおよび前記薄膜層の外周 部に形成される環状部材であることが好まし 、。 Further, in the present invention, it is preferable that the holding member is an annular member formed on the outer periphery of the diaphragm and the thin film layer.
この発明によれば、環状部材がダイアフラムおよび薄膜層の外周部に環状に形成 されて保持空間を形成している。これにより、この環状部材の高さ寸法分の保持空間 が確実に確保できる。また、環状部材は、ダイァフラムおよび薄膜層の外周部に形成 されるので、環状部材の内方側の薄膜層全体で被検出流体の圧力を受圧することが できる。従って、圧力センサモジュールの圧力検出精度が向上する。 According to the present invention, the annular member is annularly formed on the outer periphery of the diaphragm and the thin film layer to form a holding space. Thereby, the holding space for the height dimension of the annular member can be reliably secured. Further, since the annular member is formed on the outer periphery of the diaphragm and the thin film layer, the pressure of the fluid to be detected can be received by the entire thin film layer on the inner side of the annular member. Therefore, the pressure detection accuracy of the pressure sensor module is improved.
[0012] さらに、前記通気孔は、前記環状部材に複数形成されていることが好ましい。 [0012] Further, it is preferable that a plurality of the ventilation holes are formed in the annular member.
この発明によれば、前記保持空間には、複数の通気孔が形成されている。これによ り、前記保持空間は、これらの複数の通気孔力 ケースの外部に換気可能となる。し たがって、被検出流体の腐食性ガス成分が薄膜層から保持空間に透過したとしても 、複数の通気孔により効率よく被検出流体の腐食性ガス成分を除去または希釈でき る。また、複数の通気孔のうち一部を保持空間に透過した被検出流体の腐食性ガス 成分を除去するための排気用の通気孔とし、残部の通気孔を被検出流体の腐食性 ガス成分の透過によって腐食性ガス雰囲気となった保持空間を積極的に置換するた めの送入用の通気孔としてもよい。この場合、保持空間内に透過した腐食性ガス成 分を押し流すことができ、さらに効率よく保持空間の換気が実施できる。したがって、 被検出流体の腐食性ガス成分の透過などによるダイァフラムの腐食を確実に防止で きる。 According to this invention, a plurality of air holes are formed in the holding space. Thus, the holding space can be ventilated to the outside of the plurality of vent hole force cases. Therefore, even if the corrosive gas component of the fluid to be detected permeates from the thin film layer to the holding space, the corrosive gas component of the fluid to be detected can be efficiently removed or diluted by the plurality of ventilation holes. In addition, a part of the plurality of vents is used as an exhaust vent for removing corrosive gas components of the fluid to be detected that has passed through the holding space, and the remaining vents are used to remove corrosive gas components of the fluid to be detected. It may be a ventilation hole for inflow to positively replace the holding space that has become a corrosive gas atmosphere due to permeation. In this case, the corrosive gas component permeated into the holding space can be washed away, and the holding space can be more efficiently ventilated. Therefore, it is possible to reliably prevent the corrosion of the diaphragm due to the permeation of the corrosive gas component of the fluid to be detected.
[0013] また、前記変位伝達部は、前記保持空間の略中心軸上に設けられていることが好 ましい。 [0013] Further, it is preferable that the displacement transmitting section is provided substantially on a central axis of the holding space.
この発明では、変位伝達部は、保持空間の略中心軸上、例えば保持空間が環状 部材に囲まれた円筒形状に形成されている場合ではこの円筒の軸上に設けられて いる。これにより、変位伝達部は、被検出流体の圧力による変位量が最も多くなる薄 膜層の略中心の変位をダイァフラムに伝達することができる。したがって、薄膜層の
変位量を確実にダイァフラムに伝達することができる。 In the present invention, the displacement transmitting section is provided on a substantially central axis of the holding space, for example, on the axis of the cylinder when the holding space is formed in a cylindrical shape surrounded by an annular member. Thus, the displacement transmitting section can transmit the displacement at the approximate center of the thin film layer, which causes the largest displacement due to the pressure of the fluid to be detected, to the diaphragm. Therefore, the thin layer The displacement can be reliably transmitted to the diaphragm.
[0014] さらに、前記変位伝達部は、前記薄膜層の略中心と前記ダイァフラムの略中心とを 連結して設けられることが好まし 、。 [0014] Further, it is preferable that the displacement transmitting section is provided by connecting a substantially center of the thin film layer and a substantially center of the diaphragm.
この発明によれば、変位伝達部は、ダイァフラムおよび薄膜層の双方に固定されて 、これらのダイァフラムおよび薄膜層を連結している。これにより、負圧によって薄膜 層がダイアフラム力 離れる方向に変位した場合や、微圧によって薄膜層が微量分 しか変位しなカゝつた場合などでも、確実にダイァフラムに薄膜層の変位を伝達できる 。したがって、被検出流体の圧力の検出精度を高精度に維持できる。 According to the present invention, the displacement transmitting section is fixed to both the diaphragm and the thin film layer, and connects the diaphragm and the thin film layer. Thus, even when the thin film layer is displaced in the direction away from the diaphragm force due to the negative pressure, or when the thin film layer is displaced only by a small amount due to the minute pressure, the displacement of the thin film layer can be reliably transmitted to the diaphragm. Therefore, the detection accuracy of the pressure of the fluid to be detected can be maintained with high accuracy.
[0015] そして、前記薄膜層は、前記ダイァフラムに対向する底面部と、この底面部の外周 部から前記ダイァフラムと反対側に延出する筒状部と、を備えた略カップ状に形成さ れ、前記筒状部の外周端が前記保持部材に固定されることが好ましい。 [0015] The thin film layer is formed in a substantially cup shape having a bottom surface facing the diaphragm, and a cylindrical portion extending from an outer peripheral portion of the bottom surface to a side opposite to the diaphragm. Preferably, an outer peripheral end of the tubular portion is fixed to the holding member.
この発明によれば、前記薄膜層が略カップ状に形成されて、このカップの外周部が 固定される。これにより、前記薄膜層の前記ダイァフラムとは反対側面、すなわち受 圧面が受けた圧力を、変位伝達部周辺の局部に応力が集中することなぐカップ状 の薄膜層全体に分散させることができる。したがって、薄膜層の厚みを薄くしても、十 分な耐圧を維持することができ、薄膜層を薄くすることにより圧力センサモジュールの 精度が良好になる。 According to the present invention, the thin film layer is formed in a substantially cup shape, and the outer peripheral portion of the cup is fixed. Thus, the pressure of the side of the thin film layer opposite to the diaphragm, that is, the pressure received by the pressure receiving surface can be dispersed throughout the cup-shaped thin film layer in which stress is not concentrated on a local portion around the displacement transmitting portion. Therefore, a sufficient withstand voltage can be maintained even if the thickness of the thin film layer is reduced, and the accuracy of the pressure sensor module is improved by reducing the thickness of the thin film layer.
[0016] また、前記変位伝達部は、前記底面部の略中心位置の前記ダイアフラム側に突出 するとともに、前記底面部の表面力 前記変位伝達部の先端にかけて湾曲する状態 に形成されることが好ま 、。 [0016] Further, it is preferable that the displacement transmitting portion protrudes toward the diaphragm at a substantially central position of the bottom portion, and is formed in a state in which the displacement transmitting portion is curved toward a front end of the displacement transmitting portion. ,.
この発明によれば、薄膜層と変位伝達部との境界が湾曲している。これにより、この 境界の一点に受圧面で受ける圧力が集中することがなぐ境界の湾曲部に受けた圧 力を分散させることができる。したがって、薄膜層の耐圧性をより向上させることが可 能となる。 According to the present invention, the boundary between the thin film layer and the displacement transmitting section is curved. This makes it possible to disperse the pressure applied to the curved portion of the boundary where the pressure received on the pressure receiving surface does not concentrate at one point of the boundary. Therefore, it is possible to further improve the pressure resistance of the thin film layer.
[0017] さらに、前記底面部の前記変位伝達部が設けられる側とは反対側に、前記底面部 の表面力 先端にかけて湾曲する状態に突出形成される突出部を備えることが好ま しい。 [0017] Further, it is preferable that a protruding portion that protrudes and is formed to be curved toward a front end of the surface force of the bottom surface portion is provided on a side of the bottom surface portion opposite to a side on which the displacement transmission unit is provided.
この発明によれば、薄膜層の受圧面側に、薄膜層との境界が湾曲する状態で突出
部が設けられる。これにより、薄膜層で受けた圧力を受圧面側に設けられる突出部の 湾曲部でも分散させることができる。これにより、受圧面で受けた圧力をより分散させ ることがでさる。 According to the present invention, the thin film layer protrudes toward the pressure receiving surface side in a state where the boundary with the thin film layer is curved. A part is provided. Thus, the pressure received by the thin film layer can be dispersed even in the curved portion of the protrusion provided on the pressure receiving surface side. Thereby, the pressure received on the pressure receiving surface can be more dispersed.
[0018] さら〖こは、これらの前記薄膜層、前記保持部材、および前記変位伝達部は一体成 形されて!、ることが好まし!/、。 Further, it is preferable that the thin film layer, the holding member, and the displacement transmitting portion are integrally formed!
この発明によれば、前記薄膜層、前記保持部材、および前記変位伝達部が一体成 形されているので、部品点数を減少させることができ、構成が容易になる。また、薄膜 層および変位伝達部、薄膜層および突出部が剥離することがなぐ耐圧性を維持さ せることができる。 According to the present invention, since the thin film layer, the holding member, and the displacement transmitting section are integrally formed, the number of components can be reduced, and the configuration is simplified. Further, pressure resistance can be maintained such that the thin film layer and the displacement transmitting portion, and the thin film layer and the protruding portion are not separated.
[0019] また、前記薄膜層、前記環状部材、および前記変位伝達部は一体成形されている ことが好ましい。 Further, it is preferable that the thin film layer, the annular member, and the displacement transmitting section are integrally formed.
この発明によれば薄膜層と環状部材と変位伝達部とが、一体成形されているので、 環状部材ゃ変位伝達部が薄膜層から剥離することがない。したがって、これらの薄膜 層、環状部材、および変位伝達部は、長時間の使用でも剥離などによる劣化が発生 しない。さらに、これらの薄膜層、環状部材、および変位伝達部を一体成形するため 、薄膜層と、環状部材および変位伝達部との接着作業が省略でき、生産性が良好に なる。 According to the present invention, since the thin film layer, the annular member, and the displacement transmitting portion are integrally formed, the annular member and the displacement transmitting portion do not separate from the thin film layer. Therefore, the thin film layer, the annular member, and the displacement transmitting portion do not deteriorate due to separation or the like even when used for a long time. Further, since the thin film layer, the annular member, and the displacement transmitting section are integrally formed, the work of bonding the thin film layer to the annular member and the displacement transmitting section can be omitted, and the productivity is improved.
[0020] そして、本発明では、前記薄膜層は、フッ素榭脂であることが好ましい。 [0020] In the present invention, the thin film layer is preferably made of fluorine resin.
この発明によれば、薄膜層にフッ素榭脂が用いられている。フッ素榭脂は、耐食性 に優れているため、腐食性の強い被検出流体を用いた場合でも、ダイァフラムの腐 食を防止できる。例えば、このフッ素膜榭脂として、テフロン榭脂 (ィー 'アイ'デュポン •ドウ'ヌムール 'アンド'カンパ-一の登録商標)などを用いた場合、ダイアフラムを被 検出流体による腐食力 より確実に防止できる。 According to the present invention, fluorine resin is used for the thin film layer. Fluorine resin has excellent corrosion resistance, so that even when a highly corrosive fluid to be detected is used, the corrosion of the diaphragm can be prevented. For example, when Teflon resin (registered trademark of "I" Dupont Dou "Numur" and "Campa-I") or the like is used as the fluorine film resin, the diaphragm can be more reliably used than the corrosive force of the fluid to be detected. Can be prevented.
[0021] また、本発明では、前記ダイァフラムの検出部側面に対向して台座部が設けられ、 前記検出部は、前記ダイァフラムの検出部側面、および前記台座部の前記ダイァフ ラム側の面に設けられる一対の電極によってコンデンサを形成することが好ましい。 この発明によれば、圧力センサモジュールは、ダイァフラムと対向する台座部を備 え、検出部は、ダイァフラムとこの台座部との互いに対向する面に設けられる一対の
電極を備えている。これにより、これらの電極によりコンデンサが形成され、ダイアフラ ムの変位量に基づいてこのコンデンサの静電容量が変化する。そして、検出部は、こ の静電容量変化を検出することで、被検出流体の圧力の検出が可能となる。静電容 量変化を検出する検出部では、ダイァフラムの少量の変位でも正確に検出すること ができ、さらに誤差が少ないので、高精度な圧力の検出が可能となる。 [0021] Further, in the present invention, a pedestal portion is provided so as to face a detection portion side surface of the diaphragm, and the detection portion is provided on a detection portion side surface of the diaphragm and a surface of the pedestal portion on the diaphragm side. It is preferable to form a capacitor by the pair of electrodes provided. According to the present invention, the pressure sensor module includes the pedestal portion facing the diaphragm, and the detecting portion includes a pair of the pair provided on the surfaces of the diaphragm and the pedestal portion facing each other. It has electrodes. As a result, a capacitor is formed by these electrodes, and the capacitance of the capacitor changes based on the amount of displacement of the diaphragm. Then, the detection unit can detect the pressure of the fluid to be detected by detecting the change in the capacitance. The detecting unit that detects a change in capacitance can accurately detect even a small displacement of the diaphragm, and further has a small error, thereby enabling highly accurate pressure detection.
[0022] そして、本発明では、前記ひずみ検出部は、前記ダイァフラムと所定間隔をあけて 配置され、前記ダイァフラムと連結部により連結される弾性変形可能な検出部本体に 設けられることが好ましい。 [0022] In the present invention, it is preferable that the strain detection unit is disposed at a predetermined distance from the diaphragm, and is provided on an elastically deformable detection unit main body connected to the diaphragm by a connection unit.
この発明によれば、ひずみ検出部は、ダイァフラムと連結される検出部本体に設け られている。これにより、ひずみ検出部は、この検出部本体がダイァフラムの変位によ り弾性変形すると、この検出部本体の変形量を検出して、ダイァフラムの変位量を求 めることができる。従って、簡単な構成で容易に圧力の検出が可能となる。 According to the present invention, the strain detecting section is provided in the detecting section main body connected to the diaphragm. Thus, when the main body of the detecting section is elastically deformed by the displacement of the diaphragm, the strain detecting section can detect the amount of deformation of the main body of the detecting section and obtain the amount of displacement of the diaphragm. Therefore, pressure can be easily detected with a simple configuration.
[0023] さらに、本発明では、前記検出部は、前記ダイァフラムに当接して配置されていても よい。 Further, in the present invention, the detection unit may be arranged in contact with the diaphragm.
この発明によれば、ダイァフラムに直接ひずみゲージを取り付けている。これにより 、圧力センサモジュールの構成のさらなる簡略ィ匕が可能となる。したがって、生産コス トを低減させることができる。さらに、ダイァフラムに直接ひずみゲージを設けているた め、ダイァフラムの変位量を直接検出することができる。したがって、被検出流体の検 出精度を向上させることができる。 According to the present invention, the strain gauge is directly attached to the diaphragm. Thereby, the configuration of the pressure sensor module can be further simplified. Therefore, production costs can be reduced. Furthermore, since the strain gauge is provided directly on the diaphragm, the amount of displacement of the diaphragm can be directly detected. Therefore, detection accuracy of the fluid to be detected can be improved.
[0024] また、本発明では、前記ダイァフラムの前記薄膜層側の面に薄膜を貼り付けること が好ましい。 In the present invention, it is preferable that a thin film is attached to a surface of the diaphragm on the thin film layer side.
この発明によれば、ダイァフラムの開口部側に薄膜を貼り付けている。これにより、 たとえ、被検出流体の腐食性ガス成分が薄膜層を透過したとしても、ダイアフラムは 薄膜により防護されているので腐食されることはなぐ通気孔よりこのような腐食性ガ ス成分を即座に除去または希釈できる。したがって、より確実にダイァフラムの腐食を 防止できるので、圧力センサモジュールの寿命をより確実に伸ばすことができる。 According to the present invention, the thin film is attached to the opening side of the diaphragm. As a result, even if the corrosive gas component of the fluid to be detected permeates the thin film layer, the diaphragm is protected by the thin film, so that the corrosive gas component can be immediately removed from the ventilation hole that is not corroded. Can be removed or diluted. Therefore, the corrosion of the diaphragm can be more reliably prevented, and the life of the pressure sensor module can be more reliably extended.
[0025] そして、本発明の圧力検出装置は、被検出流体が導入される開口部を有するケー スと、上記のような圧力センサモジュールと、を備え、前記薄膜層が前記開口部を塞
ぐ圧力検出装置であって、前記通気孔は、前記保持空間と前記圧力検出装置の外 部とを連通することを特徴とする。 [0025] The pressure detection device of the present invention includes a case having an opening through which the fluid to be detected is introduced, and the pressure sensor module as described above, and the thin film layer covers the opening. A pressure detecting device, wherein the vent communicates the holding space with an outside of the pressure detecting device.
この発明では、長時間の使用でも、腐食性のガスや薬液などでダイアフラムを腐食 することがないので、検出精度を維持でき、圧力検査装置の長寿命化が図れる。 According to the present invention, the diaphragm is not corroded by a corrosive gas or a chemical solution even when used for a long time, so that the detection accuracy can be maintained and the life of the pressure testing device can be extended.
[0026] また、前記ケースは、一部に前記保持部材を備え、前記薄膜層の外周部を固定し て前記ダイァフラムおよび前記薄膜層の間に保持空間を形成することが好ましい。 この発明によれば、ケースに保持部材を設け、薄膜層をケースに固定して保持空 間を形成する。この発明によれば、別途保持部材を用意することなぐケースの一部 で代用させることができ、生産性が良好になる。 [0026] It is preferable that the case includes the holding member in a part thereof, and that a holding space is formed between the diaphragm and the thin film layer by fixing an outer peripheral portion of the thin film layer. According to the present invention, the holding member is provided in the case, and the thin film layer is fixed to the case to form a holding space. According to the present invention, it is possible to substitute a part of the case without separately providing a holding member, thereby improving productivity.
[0027] さらに、前記ケースは、前記薄膜層の前記ダイアフラム側に配置される上ケース部 、および前記薄膜層の前記ダイァフラムと反対側に配置される下ケース部を備え、前 記薄膜層は、前記上ケース部および前記下ケース部に挟持されて固定されることが 好ましい。 Further, the case includes an upper case portion disposed on the diaphragm side of the thin film layer, and a lower case portion disposed on the opposite side of the thin film layer from the diaphragm. It is preferable that the upper case and the lower case are sandwiched and fixed.
この発明によれば、上ケース部と下ケース部で薄膜層を挟持することで、容易に薄 膜層を固定することができる。この際、薄膜層が例えばテフロン (ィ一'アイ 'デュポン' ドウ'ヌムール 'アンド'カンパ-一の登録商標)などの弾性を有する合成樹脂で形成さ れていれば、上ケース部と下ケース部で薄膜層を挟持することで十分に密閉性を高 めることができる。 According to the present invention, the thin film layer can be easily fixed by sandwiching the thin film layer between the upper case portion and the lower case portion. At this time, if the thin film layer is formed of an elastic synthetic resin such as Teflon (registered trademark of I-I-I, Dupont, Dough, Nmour, and Campa-I), the upper case and the lower case may be used. The tightness can be sufficiently improved by sandwiching the thin film layer between the portions.
[0028] さらに、前記上ケース部および前記下ケース部のうち少なくともいずれか一方は、 前記薄膜層が固定される位置の少なくとも一部に固定溝を有し、前記薄膜層は、外 周部に前記固定溝に嵌合する固定突起を備え、この固定突起を前記固定溝に嵌合 した状態で前記上ケースおよび前記下ケースに挟持されて固定されることが好ましい この発明によれば、上ケース部または下ケース部に設けられる固定溝に薄膜層の 固定突起を嵌合することで、薄膜層の固定をより強固にすることができ、薄膜層とケ ースとの密閉性をより高めることができる。 [0028] Further, at least one of the upper case portion and the lower case portion has a fixing groove in at least a part of a position where the thin film layer is fixed, and the thin film layer has an outer peripheral portion. According to the present invention, it is preferable that a fixing projection is provided to be fitted in the fixing groove, and the fixing projection is fitted and fixed to the fixing groove so as to be sandwiched and fixed between the upper case and the lower case. By fitting the fixing protrusion of the thin film layer into the fixing groove provided in the lower part or the lower case part, the fixing of the thin film layer can be strengthened, and the tightness of the thin film layer and the case can be further improved. Can be.
図面の簡単な説明 Brief Description of Drawings
[0029] [図 1]本発明に係る第 1の実施の形態における圧力トランスミッタを示す断面図。
[図 2]第 1の実施の形態における圧力センサモジュールおよび受圧部を示す断面図 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a pressure transmitter according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a pressure sensor module and a pressure receiving unit according to the first embodiment.
[図 3]本発明に係る第 2の実施の形態における圧力トランスミッタを示す断面図。 FIG. 3 is a sectional view showing a pressure transmitter according to a second embodiment of the present invention.
[図 4]第 2の実施の形態におけるカップ状受圧薄膜の一部を拡大した拡大断面図。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating a part of a cup-shaped pressure-receiving thin film according to a second embodiment.
[図 5]第 2の実施の形態におけるカップ状受圧薄膜の一部を拡大した拡大断面図。 FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a part of a cup-shaped pressure-receiving thin film according to a second embodiment.
[図 6]本発明に係る他の実施の形態における圧力トランスミッタを示す断面図。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a pressure transmitter according to another embodiment of the present invention.
[図 7]本発明に係るさらに他の実施の形態における圧力トランスミッタを示す断面図。 FIG. 7 is a cross-sectional view showing a pressure transmitter according to still another embodiment of the present invention.
[図 8]本発明に係るさらに他の実施の形態における圧力トランスミッタを示す断面図。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a pressure transmitter according to still another embodiment of the present invention.
[図 9]本発明に係るさらに他の実施の形態における圧力トランスミッタを示す断面図。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing a pressure transmitter according to still another embodiment of the present invention.
[図 10]本発明に係るさらに他の実施の形態における圧力トランスミッタを示す断面図 FIG. 10 is a cross-sectional view showing a pressure transmitter according to still another embodiment of the present invention.
[図 11]本発明に係るさらに他の実施の形態における圧力センサモジュールを示す断 面図。 FIG. 11 is a sectional view showing a pressure sensor module according to still another embodiment of the present invention.
[図 12]図 11における圧力センサモジュールを示す分解斜視図。 FIG. 12 is an exploded perspective view showing the pressure sensor module in FIG.
符号の説明 Explanation of symbols
[0030] 1…圧力検出装置としての圧力トランスミッタ、 2…圧力センサモジュール、 10· ··ケー ス、 10A…開口部、 13· ··台座部、 21· ··検出部としての検出基板、 22· ··ダイァフラム 、 23· ··絶縁部材としての接合ガラス、 24· ··薄膜、 31· ··薄膜層、 32· ··保持部材として の環状部材、 33· ··変位伝達部としてのロット、 34…保持空間、 71· ··薄膜層としての カップ状受圧薄膜、 72· ··変位伝達部としてのロット部、 73· ··突出部、 110A…上ケ ース、 110Β· ··下ケース、 110D…固定溝、 321· ··通気孔、 711· ··底面部、 712· ··筒 状部、 713A…固定突起。 [0030] 1 ... pressure transmitter as pressure detecting device, 2 ... pressure sensor module, 10 ... case, 10A ... opening, 13 ... pedestal, 21 ... detection board as detecting unit, 22 ··· Diaphragm, 23 ··············································································· Lot , 34 ... holding space, 71 ... cup-shaped pressure receiving thin film as thin film layer, 72 ... lot part as displacement transmitting part, 73 ... projecting part, 110A ... upper case, 110Β ... lower Case, 110D… Fixing groove, 321 ·····························································································································································
発明を実施するための最良の形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0031] [第 1の実施の形態] [First Embodiment]
以下、本発明に係る第 1の実施の形態の圧力トランスミッタについて図面に基づい て説明する。 Hereinafter, a pressure transmitter according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0032] (第 1の実施の形態の圧力トランスミッタの構成) (Configuration of Pressure Transmitter of First Embodiment)
図 1において、圧力検出装置としての圧力トランスミッタ 1は、配管内の所定の位置
に接続され、配管内を流れる被検出流体の圧力を測定する圧力測定装置である。な お、ここでは圧力トランスミッタ 1について説明する力 これに限らず、例えば、室内の 圧力を検出し、その圧力値にぉ 、て異なる信号を発する圧力スィッチなどにも用いる ことができる。また、この圧力トランスミッタ 1で測定可能な被検出流体としては、本実 施の形態では、腐食性の強いガス、あるいは薬液などの流体を用いて説明するが、 これに限らず、その他の気体、液体、ゲル状体など、様々な流体の圧力検出に用い ることができる。この圧力トランスミッタ 1は、一端に開口部 10Aを有する略円筒状に 形成されたケースとしてのケース 10と、このケース 10内に格納される例えば静電容 量式の圧力センサ素子 20と、被検出流体の圧力を受圧する受圧部 30と、圧力セン サ素子 20の静電容量の変化を所定の電気信号に変換する変換回路 40と、被検出 流体を受圧部 30まで導く図示しない継ぎ手と、を備えている。そして、ケース 10内部 に設けられる後述する台座部 13の一面に対向配置される圧力センサ素子 20と、受 圧部 30などにより圧力センサモジュール 2が構成されている。 In FIG. 1, a pressure transmitter 1 as a pressure detecting device is located at a predetermined position in a pipe. And a pressure measuring device connected to the pipe and measuring the pressure of the fluid to be detected flowing in the pipe. Here, the force described for the pressure transmitter 1 is not limited to this. For example, the pressure transmitter 1 may be used for a pressure switch that detects indoor pressure and generates a different signal depending on the pressure value. Further, in the present embodiment, the fluid to be detected that can be measured by the pressure transmitter 1 will be described using a highly corrosive gas or a fluid such as a chemical solution. However, the present invention is not limited to this. It can be used for pressure detection of various fluids such as liquid and gel. The pressure transmitter 1 includes a case 10 formed as a substantially cylindrical case having an opening 10A at one end, a capacitance sensor element 20 stored in the case 10, for example, and a fluid to be detected. A pressure receiving unit 30 for receiving the pressure of the pressure, a conversion circuit 40 for converting a change in capacitance of the pressure sensor element 20 into a predetermined electric signal, and a joint (not shown) for guiding a fluid to be detected to the pressure receiving unit 30. ing. The pressure sensor module 2 is constituted by a pressure sensor element 20 provided inside the case 10 and opposed to one surface of a pedestal section 13 described later, a pressure receiving section 30, and the like.
[0033] ケース 10は、開口部 10Aが設けられる第 1ケース 11と、第 1ケース 11に固定される 第 2ケース 12とから構成されている。 The case 10 includes a first case 11 provided with an opening 10 A, and a second case 12 fixed to the first case 11.
[0034] 第 1ケース 11は、略円形状の開口部 10Aに図示しない継ぎ手が係合され、圧力セ ンサ素子 20および受圧部 30の周囲を囲む略円筒状に形成されている。この第 1ケ ース 11には、後述する連通孔 111と、受圧部 30の開口部 10A側の外周縁に沿って 形成される凹部 112と、を備えている。凹部 112は、略環状に形成されていて、この 凹部 112と受圧部 30との間には、例えば、フッ素ゴムやカルレッツなどで形成された Oリングなどのシール部材 113を設けて、完全密閉処理が施されている。これにより、 被検出流体が開口部 10Aから受圧部 30の内部や連通孔 111に進入することを防止 している。 The first case 11 is formed in a substantially cylindrical shape surrounding a periphery of the pressure sensor element 20 and the pressure receiving portion 30 by fitting a joint (not shown) to the substantially circular opening 10A. The first case 11 includes a communication hole 111 to be described later and a concave portion 112 formed along the outer peripheral edge of the pressure receiving portion 30 on the opening 10A side. The concave portion 112 is formed in a substantially annular shape, and a sealing member 113 such as an O-ring made of, for example, fluororubber or Kalrez is provided between the concave portion 112 and the pressure receiving portion 30 to complete the sealing process. Is given. This prevents the fluid to be detected from entering the inside of the pressure receiving section 30 or the communication hole 111 from the opening 10A.
[0035] また、この開口部 10Aには、図示しない継ぎ手が接続されている。継ぎ手は第 1ケ ース 11の開口部 10Aの内部に挿入され、第 1ケース 11内部に設けられた受圧部 30 に被検出流体を導入する図示しない圧力導入部を備えている。 [0035] A joint (not shown) is connected to the opening 10A. The joint is inserted into the opening 10A of the first case 11 and has a pressure introducing part (not shown) for introducing the fluid to be detected into the pressure receiving part 30 provided inside the first case 11.
[0036] さらに、第 1ケース 11の略中心軸上には、略円柱状の台座部 13が形成されている 。この台座部 13の開口部 10A側には、圧力センサ素子 20が取り付けられている。ま
た、台座部 13には、圧力センサ素子 20と変換回路 40とを電気的に接続する配線 41 を挿通させる揷通孔が形成されている。さら〖こ、台座部 13には、この台座部 13およ び後述する圧力センサ素子 20のダイアフラム 22の間に形成される変位空間 25と、 第 2ケース 12の内部空間とを連通する圧力調整孔 115が形成されている。 Further, a substantially cylindrical pedestal portion 13 is formed on a substantially central axis of the first case 11. The pressure sensor element 20 is attached to the opening 10A side of the pedestal 13. Ma In addition, a through hole is formed in the pedestal portion 13 for inserting a wiring 41 that electrically connects the pressure sensor element 20 and the conversion circuit 40. Further, the pedestal portion 13 is provided with a pressure adjustment for communicating a displacement space 25 formed between the pedestal portion 13 and a diaphragm 22 of a pressure sensor element 20 described later with the internal space of the second case 12. A hole 115 is formed.
[0037] 第 2ケース 12は、第 1ケース 11の開口部 10Aとは反対側の一端を覆って形成され る。この第 2ケース 12の内周側には、例えば、取り付け片 14が内方に突出して形成さ れており、第 1ケース 11からこの取り付け片 14にねじ止めすることで、第 1ケース 11と 第 2ケース 12とを固定している。また、第 1ケース 11と第 2ケース 12との間には、シー ル部材 114が取り付けられ、完全に密閉された構成となっている。 The second case 12 is formed to cover one end of the first case 11 on the side opposite to the opening 10A. On the inner peripheral side of the second case 12, for example, a mounting piece 14 is formed so as to protrude inward. By screwing the mounting piece 14 from the first case 11 to the mounting piece 14, The second case 12 is fixed. Further, a seal member 114 is attached between the first case 11 and the second case 12, so that the structure is completely sealed.
[0038] 第 2ケース 12には、変換回路 40に接続された電気信号配線 42、および第 2ケース 12の内部空間とケース 10の外部とを連通させるチューブ 51を 1束にまとめたケープ ル 50を揷通するための揷通孔 121が設けられている。この揷通孔 121の内周面には 、雌ねじ部が形成され、この雌ねじ部に第 1キャップ 15が螺合されている。この第 1キ ヤップ 15は、ケース 10内の密閉性を保っために、第 1キャップ 15の雄ねじ山にシー ル部材を卷きつけた状態で揷通孔 121に螺号されている。そしてこの第 1キャップ 15 の軸上にケーブル 50を揷通する揷通部 151が形成されて!、る。この揷通部 151とケ 一ブル 50との間にはシール部材 152が設けられ、揷通部 151における密閉性を保 つている。そして、第 1キャップ 15の先端は雄ねじ部が形成され、第 2キャップ 16に螺 号されている。この第 2キャップ 16によりケーブル 50は固定されている。 [0038] In the second case 12, an electric signal wiring 42 connected to the conversion circuit 40 and a tube 51 for connecting the internal space of the second case 12 with the outside of the case 10 are bundled in a single bundle 50. There is provided a through hole 121 for passing through. A female screw portion is formed on the inner peripheral surface of the through hole 121, and the first cap 15 is screwed into the female screw portion. The first cap 15 is screwed into the through hole 121 in a state where a seal member is wound around the external thread of the first cap 15 in order to maintain the hermeticity of the case 10. Then, on the shaft of the first cap 15, there is formed a communication portion 151 through which the cable 50 passes. A seal member 152 is provided between the communication portion 151 and the cable 50 to maintain the hermeticity of the communication portion 151. The distal end of the first cap 15 is formed with a male screw portion, and is screwed to the second cap 16. The cable 50 is fixed by the second cap 16.
[0039] 圧力センサ素子 20は、図 2に示すように、台座部 13の開口部 10A側の面に形成さ れる検出基板 21と、この検出基板 21に対向配置されるダイアフラム 22と、を備えて いる。ダイアフラム 22は、台座部 13の開口部 10A側の外周縁に沿って形成される略 環状の絶縁部材としての接合ガラス 23を介して取り付けられて 、る。この接合ガラス 23は、台座部 13およびダイアフラム 22に、例えば接着剤により密着固定され、略密 閉された変位空間 25を形成している。また、この変位空間 25は、前述した圧力調整 孔 115から第 2ケース 12およびチューブ 51を介して外部に通気可能となる。このた め、変位空間 25内の圧力は、外部の圧力、例えば大気圧などに保つことができる。 As shown in FIG. 2, the pressure sensor element 20 includes a detection board 21 formed on the surface of the pedestal section 13 on the side of the opening 10A, and a diaphragm 22 arranged to face the detection board 21. ing. The diaphragm 22 is attached via a joining glass 23 as a substantially annular insulating member formed along the outer peripheral edge of the pedestal portion 13 on the opening 10A side. The bonding glass 23 is closely fixed to the pedestal portion 13 and the diaphragm 22 by, for example, an adhesive to form a substantially closed displacement space 25. Further, the displacement space 25 can be ventilated to the outside from the above-described pressure adjusting hole 115 via the second case 12 and the tube 51. For this reason, the pressure in the displacement space 25 can be maintained at an external pressure, for example, atmospheric pressure.
[0040] ダイアフラム 22は、略円盤状に形成されている。ダイアフラム 22は、前述したように
、外周端が接合ガラス 23に接着固定されるとともに、外周縁が第 1ケース 11の内周 面に当接するように形成されている。また、ダイアフラム 22は、この接合ガラス 23に囲 まれた面内部が、被検出流体の圧力の変化に応じて軸方向に変位可能に形成され ている。このダイアフラム 22としては、本実施の形態では、耐磨耗、耐薬品、耐熱、絶 縁性に優れたセラミック製ダイァフラムを用いる力 これに限らず、例えば、ステンレス などで形成される金属製ダイァフラムや、シリコン製ダイァフラムなどを用いることがで きる。ただし、金属製ダイアフラムを用いる場合は、金属表面に絶縁性薄膜を貼り付 けるなどして、ダイァフラムに形成される後述する電極とダイァフラムとを電気的に絶 縁することが好ましい。また、ダイアフラム 22の受圧部 30側面には、薄膜 24が貼り付 けられている。この薄膜 24としては、例えば、ポリテトラフルォロエチレン(PTFE : Poly TetraFluoroEthylene)やパーフルォロアルコキシアルカン (PFA: PerFluoroAlkoxylalka ne)、テトラフルォロエチレン'へキサフルォロプロピレン共重合体(FEP:TetrafluoroEt hyrene/hexafluoroPropylene)ゃテトラフルォロエチレン'エチレン共重合体(ETFE:Et hylene/TetraFluoroEthylene) ,フッ化ビ-リデン榭脂 (PVDF:PolyVinyliDeneFluoride) やポリクロ口トリフルォロエチレン (PCTFE:PolyChloroTriFluoroEthylene)などの各種フ ッ素榭脂を用いることができる。これらのフッ素榭脂はいずれも耐薬品性に優れ、腐 食性ガスや薬液などに侵されない。なお、薄膜 24は、これらのフッ素榭脂に限らず、 その他の耐食性に優れた素材、例えば高密度ポリエチレンなどを用いてもよい。ただ し、これらのフッ素榭脂やその他の耐食性に優れた素材であっても、例えば特定の 有機溶媒には侵食されるなどの特性を持つ場合があるため、被検出流体の種類や 特性によりこれらの素材を選択することが好ましい。 [0040] The diaphragm 22 is formed in a substantially disk shape. Diaphragm 22 is The outer peripheral edge is bonded and fixed to the bonding glass 23, and the outer peripheral edge is formed so as to contact the inner peripheral surface of the first case 11. The inside of the surface of the diaphragm 22 surrounded by the bonding glass 23 is formed so as to be displaceable in the axial direction in accordance with a change in the pressure of the fluid to be detected. In this embodiment, as the diaphragm 22, a force using a ceramic diaphragm excellent in wear resistance, chemical resistance, heat resistance, and insulation is not limited. Alternatively, a silicon diaphragm or the like can be used. However, when a metal diaphragm is used, it is preferable to electrically insulate an electrode, which will be described later, formed on the diaphragm from the diaphragm by attaching an insulating thin film to the metal surface. Further, a thin film 24 is attached to a side surface of the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 22. Examples of the thin film 24 include polytetrafluoroethylene (PTFE: Poly TetraFluoroEthylene), perfluoroalkoxy alkane (PFA), and tetrafluoroethylene'hexafluoropropylene copolymer (PFA). FEP: TetrafluoroEt hyrene / hexafluoroPropylene) ゃ tetrafluoroethylene'ethylene copolymer (ETFE: Ethylene / TetraFluoroEthylene), bi-lidene fluoride (PVDF: PolyVinyliDeneFluoride) and polychlorinated trifluoroethylene (PCTFE: PolyChloroTriFluoroEthylene) ) Can be used. All of these fluororesins have excellent chemical resistance and are not affected by corrosive gases or chemicals. The thin film 24 is not limited to these fluorine resins, but may be made of other materials having excellent corrosion resistance, for example, high-density polyethylene. However, even these fluororesins and other materials with excellent corrosion resistance may have properties such as being eroded by a specific organic solvent. It is preferable to select the material.
検出基板 21およびダイアフラム 22の互いに対向する面には、変位空間 25を挟ん で検出部としての 1対の電極が形成されている。ここで、被検出流体の圧力が変動す ると、ダイアフラム 22は、その圧力に応じて変位し、圧力センサ素子 20の静電容量が 変化する。また、これらの検出基板 21およびダイアフラム 22には、前述した台座部 1 3の揷通孔を揷通して一端部が変換回路 40に接続された配線 41が接続されている 。そして、変換回路 40は、検出基板 21およびダイアフラム 22に設けられた電極の静 電容量変化を検出し、電圧出力信号として変換して、電気信号配線 42にて接続され
ている計測装置に出力する。 On a surface of the detection substrate 21 and the diaphragm 22 facing each other, a pair of electrodes as a detection unit is formed with the displacement space 25 interposed therebetween. Here, when the pressure of the fluid to be detected fluctuates, the diaphragm 22 is displaced according to the pressure, and the capacitance of the pressure sensor element 20 changes. Further, a wiring 41 whose one end is connected to the conversion circuit 40 through the through hole of the pedestal 13 is connected to the detection board 21 and the diaphragm 22. Then, the conversion circuit 40 detects a change in the capacitance of the electrodes provided on the detection substrate 21 and the diaphragm 22, converts the change into a voltage output signal, and is connected by the electric signal wiring 42. Output to the measuring device.
[0042] 受圧部 30は、ダイアフラム 22の開口部 10A側に設けられている。この受圧部 30は 、開口部 10A側にて被検出流体と接触する略円盤状の薄膜層 31と、ダイアフラム 22 の外周部に接着固定されて薄膜層 31を保持する保持部材としての環状部材と、薄 膜層 31とダイァフラムとの間に設けられる変位伝達部としてのロット 33とを備えている 。これらの薄膜層 31と環状部材 32とロット 33とは、溶融熱圧着により接着されている 。なお、これらの薄膜層 31と環状部材 32とロット 33とは、フッ素榭脂にて一体成形さ れていてもよぐこの場合、接着作業などを不要にできるので、生産性を良好にできる 。さらに、薄膜層 31と環状部材 32およびロット 33とが剥離しないので、圧力センサモ ジュール 2の寿命を長くできる。 [0042] The pressure receiving section 30 is provided on the opening 10A side of the diaphragm 22. The pressure receiving portion 30 includes a substantially disc-shaped thin film layer 31 that contacts the fluid to be detected at the opening 10A side, and an annular member that is adhered and fixed to the outer peripheral portion of the diaphragm 22 and holds the thin film layer 31. And a lot 33 as a displacement transmission unit provided between the thin film layer 31 and the diaphragm. The thin film layer 31, the annular member 32, and the lot 33 are bonded by fusion thermocompression bonding. In addition, the thin film layer 31, the annular member 32, and the lot 33 may be integrally formed with a fluorine resin. In this case, since the bonding operation or the like can be omitted, productivity can be improved. Further, since the thin film layer 31 and the annular member 32 and the lot 33 do not peel off, the life of the pressure sensor module 2 can be extended.
[0043] 薄膜層 31は、前述した薄膜 24と同様に、耐食性に優れた PTFEや PFA、 ETFEや F EP、 PVDFや PCTFEなどの各種フッ素榭脂や、その他の耐食性を有する合成樹脂で 形成されている。この薄膜層 31の外周部のダイアフラム 22側と環状部材 32とは、例 えば接着ゃ融着などにより密着固定され、一体的に形成されている。また、薄膜層 3 1の外周部の開口部 10A側と第 1ケース 11との間には、前述したように環状のシール 部材 113が設けられ、密閉されている。 The thin film layer 31 is formed of various fluorine resins such as PTFE, PFA, ETFE, FEP, PVDF, and PCTFE having excellent corrosion resistance, and other synthetic resins having corrosion resistance, similarly to the thin film 24 described above. ing. The outer peripheral portion of the thin film layer 31 on the side of the diaphragm 22 and the annular member 32 are tightly fixed by, for example, adhesion or fusion, and are integrally formed. As described above, the annular sealing member 113 is provided between the opening 10A side of the outer peripheral portion of the thin film layer 31 and the first case 11, and is sealed.
[0044] 環状部材 32は、例えば所定高さ寸法を有する筒状に形成され、ダイアフラム 22と 薄膜層 31との間に、保持空間 34を形成している。この環状部材 32は、例えば耐食 性を有するフッ素榭脂などの素材で形成されていてもよぐ硬度を有する合成樹脂や 金属の表面をフッ素榭脂などでコーティングして形成されて 、てもよ 、。この環状部 材 32は、外周面から内周面に貫通する通気孔 321が所定の間隔をあけて複数形成 されている。また、これらの通気孔 321は、図 1および図 2に示すように、環状部材 32 の略中心点に対して対称的となる位置に形成されている。そして、この通気孔 321は 、第 1ケース 11の連通孔 111に接続されている。前述したようにこの連通孔 111は、 第 1ケース 11の外部と連通しているので、保持空間 34は、これらの通気孔 321およ び連通孔 111からケース 10の外部に換気が可能となっている。従って、例えば被検 出流体の腐食性ガス成分が薄膜層 31を透過し、保持空間 34に透過したとしても、こ れらの被検出流体をこの通気孔 321および連通孔 111から第 1ケース 11の外部雰
囲気と置換することができる。なお、連通孔 111に例えばポンプなどを接続してもよい 。このような構成では保持空間 34内を効率よく換気できるので、たとえば被検出流体 の腐食性ガス成分がこの保持空間 34に透過したとしても、効率よくこの腐食性ガス成 分を除去または希釈できる。 The annular member 32 is formed in a cylindrical shape having a predetermined height, for example, and forms a holding space 34 between the diaphragm 22 and the thin film layer 31. The annular member 32 may be formed of a material such as, for example, a corrosion-resistant fluorine resin or the like, or may be formed by coating the surface of a synthetic resin or metal having a hardness with a fluorine resin or the like. ,. In the annular member 32, a plurality of ventilation holes 321 penetrating from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface are formed at predetermined intervals. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, these ventilation holes 321 are formed at positions that are symmetric with respect to a substantially center point of the annular member 32. The ventilation hole 321 is connected to the communication hole 111 of the first case 11. As described above, since the communication hole 111 communicates with the outside of the first case 11, the holding space 34 can ventilate to the outside of the case 10 through the ventilation hole 321 and the communication hole 111. ing. Therefore, for example, even if the corrosive gas component of the detected fluid permeates the thin film layer 31 and permeates the holding space 34, the detected fluid is passed through the vent hole 321 and the communication hole 111 to the first case 11. Outside atmosphere Can be replaced with atmosphere. Note that a pump or the like may be connected to the communication hole 111, for example. With such a configuration, since the inside of the holding space 34 can be efficiently ventilated, even if the corrosive gas component of the fluid to be detected permeates the holding space 34, the corrosive gas component can be efficiently removed or diluted.
[0045] ロット 33は、環状部材 32の高さ寸法を略同寸法の高さを有する柱状に形成されて いる。そして、ロット 33は、保持空間 34の略中心軸上、すなわち、ダイアフラム 22の 略中心と薄膜層 31の略中心とを結んで設けられ、これらのダイアフラム 22および薄 膜層 31を連結して設けられている。そして、ロット 33の他端は、ダイアフラム 22に接 着固定されている。このロット 33は、薄膜層 31が被検出流体の圧力を受圧して変位 したときに、その変位をダイアフラム 22に伝達する。従って、ロット 33は、比較的硬度 があり、薄膜層 31が変位した場合に橈まない素材であることが好ましい。さらには、こ の薄膜層 31がロット 33の重みで橈まないよう、ロット 33は密度の小さい素材で形成さ れていることが好ましい。なお、ロット 33の重力を抑えるために、ロット 33は中空状に 形成される形状であってもよ ヽ。 [0045] The lot 33 is formed in a column shape having the same height as the annular member 32 in height. The lot 33 is provided substantially on the central axis of the holding space 34, that is, is provided by connecting the substantially center of the diaphragm 22 and the substantially center of the thin film layer 31, and is provided by connecting the diaphragm 22 and the thin film layer 31. Has been. The other end of the lot 33 is fixedly attached to the diaphragm 22. The lot 33 transmits the displacement to the diaphragm 22 when the thin film layer 31 is displaced by receiving the pressure of the fluid to be detected. Therefore, it is preferable that the lot 33 is a material having a relatively high hardness and which does not bend when the thin film layer 31 is displaced. Further, it is preferable that the lot 33 is formed of a material having a low density so that the thin film layer 31 is not bent by the weight of the lot 33. In order to reduce the gravity of the lot 33, the lot 33 may have a hollow shape.
[0046] (第 1の実施の形態の圧力トランスミッタの作用効果) (Operation and Effect of Pressure Transmitter of First Embodiment)
上記のような第 1の実施の形態の圧力トランスミッタ 1の圧力センサモジュール 2で は、ダイアフラム 22と薄膜層 31との間に保持空間 34が形成され、この保持空間 34に 第 1ケース 11の外部と連通した通気孔 321および連通孔 111とが設けられて 、る。こ のため、被検出流体として、例えば腐食性のガスや薬液などを用いた場合、腐食性 ガスや、薬液の腐食性ガス成分が薄膜層 31から保持空間 34まで透過したとしても、 保持空間 34に形成された通気孔 321から連通孔 111を通ってケース 10の外部に透 過した被検出流体を除去または希釈することができる。したがって、例えば、圧力セ ンサモジュール 2を長時間使用した場合でも、薄膜層 31を透過した腐食性ガス成分 を即座に除去または希釈でき、被検出流体によるダイアフラム 22の腐食を防止でき る。これにより、圧力センサモジュール 2の測定精度を長時間維持できるとともに、圧 力センサモジュール 2の耐久力を長時間維持させることができるので、圧力センサモ ジュール 2の長寿命化が図れる。 In the pressure sensor module 2 of the pressure transmitter 1 according to the first embodiment as described above, a holding space 34 is formed between the diaphragm 22 and the thin film layer 31, and the holding space 34 is provided outside the first case 11. A vent 321 and a communicating hole 111 are provided. Therefore, when a corrosive gas or a chemical solution is used as the fluid to be detected, for example, even if the corrosive gas or the corrosive gas component of the chemical solution permeates from the thin film layer 31 to the holding space 34, the holding space 34 It is possible to remove or dilute the fluid to be detected that has passed through the communication hole 111 from the ventilation hole 321 formed in the case 10 to the outside of the case 10. Therefore, for example, even when the pressure sensor module 2 is used for a long time, the corrosive gas component that has permeated the thin film layer 31 can be immediately removed or diluted, and the corrosion of the diaphragm 22 by the fluid to be detected can be prevented. Accordingly, the measurement accuracy of the pressure sensor module 2 can be maintained for a long time, and the durability of the pressure sensor module 2 can be maintained for a long time, so that the life of the pressure sensor module 2 can be extended.
[0047] また、環状部材 32は、ダイアフラム 22および薄膜層 31の外周部に環状に形成され
て保持空間 34を形成している。このため、この環状部材 32の高さ寸法分の保持空間 34が確実に確保できる。さらに、環状部材 32は、ダイアフラム 22および薄膜層 31の 外周部に接着されているので、環状部材 32の内方全体で被検出流体の圧力を受圧 でき、圧力センサモジュール 2の圧力検出精度の向上を図れる。 [0047] The annular member 32 is formed in an annular shape on the outer periphery of the diaphragm 22 and the thin film layer 31. Thus, a holding space 34 is formed. Therefore, the holding space 34 corresponding to the height of the annular member 32 can be reliably secured. Further, since the annular member 32 is adhered to the outer periphery of the diaphragm 22 and the thin film layer 31, the pressure of the fluid to be detected can be received in the entire inside of the annular member 32, and the pressure detection accuracy of the pressure sensor module 2 is improved. Can be achieved.
[0048] そして、保持空間 34には、複数の通気孔 321が形成されている。このため、保持空 間 34はこれらの複数の通気孔 321から連通孔 111を通ってケース 10の外部に換気 できる。したがって、被検出流体の腐食性ガス成分が薄膜層 31から保持空間 34〖こ 透過したとしても、複数の通気孔 321により保持空間 34に透過した腐食性ガス成分 を除去できる。また、複数の通気孔 321のうち一部を保持空間 34に透過した被検出 流体の腐食性ガス成分を除去するための排気用の通気孔 321とし、残部の通気孔 3 21を被検出流体の腐食性ガス成分の透過によって腐食性ガス雰囲気となった保持 空間 34を積極的に置換するための、送入用の通気孔 321としてもよぐこの場合、さ らに効率よく保持空間 34の換気ができる。したがって、腐食性のガスや薬液などによ るダイアフラム 22の腐食を確実に防止できる。 [0048] In the holding space 34, a plurality of ventilation holes 321 are formed. For this reason, the holding space 34 can ventilate to the outside of the case 10 from the plurality of ventilation holes 321 through the communication holes 111. Therefore, even when the corrosive gas component of the fluid to be detected permeates through the holding space 34 from the thin film layer 31, the corrosive gas component permeated into the holding space 34 can be removed by the plurality of ventilation holes 321. In addition, a part of the plurality of vents 321 is used as an exhaust vent 321 for removing corrosive gas components of the fluid to be detected that has passed through the holding space 34, and the remaining vent 321 is used for the fluid to be detected. In order to actively replace the holding space 34 that has become a corrosive gas atmosphere due to the permeation of corrosive gas components, it can also be used as a ventilation hole 321 for inlet. In this case, ventilation of the holding space 34 is more efficient. Can be. Therefore, corrosion of the diaphragm 22 due to corrosive gas or chemical solution can be reliably prevented.
[0049] また、ロット 33は、ダイアフラム 22の略中心と薄膜層 31の略中心とを結ぶ保持空間 34の略中心軸上に設けられている。このため、被検出流体の圧力による薄膜層 31 の変位が最も大きくなる位置にロット 33が設けられているので、このロット 33を介して ダイアフラム 22に薄膜層 31の変位量を確実に伝達できる。 The lot 33 is provided on a substantially central axis of a holding space 34 that connects the substantially center of the diaphragm 22 and the substantially center of the thin film layer 31. For this reason, since the lot 33 is provided at the position where the displacement of the thin film layer 31 due to the pressure of the fluid to be detected is largest, the displacement amount of the thin film layer 31 can be reliably transmitted to the diaphragm 22 via this lot 33.
[0050] また、上述したように、受圧部 30の薄膜層 31と環状部材 32とロット 33とは、一体成 形されていてもよぐこの場合、被検出流体の腐食性ガス成分が保持空間 34の内部 に透過したとしても、環状部材 32やロット 33が薄膜層から剥離することがない。した がって、これらの薄膜層 31、環状部材 32、およびロット 33は、長時間の使用でも剥 離などによる劣化を防止できる。さらに、これらの薄膜層 31、環状部材 32、および口 ット 33を一体成形するため、薄膜層 31と、環状部材 32およびロット 33との接着作業 が省略でき、生産性が良好になる。 [0050] As described above, the thin film layer 31, the annular member 32, and the lot 33 of the pressure receiving unit 30 may be integrally formed. In this case, the corrosive gas component of the fluid to be detected is retained in the holding space. Even if it penetrates into the inside of 34, the annular member 32 and the lot 33 do not peel off from the thin film layer. Therefore, the thin film layer 31, the annular member 32, and the lot 33 can be prevented from being deteriorated due to separation or the like even when used for a long time. Further, since the thin film layer 31, the annular member 32, and the port 33 are integrally formed, the work of bonding the thin film layer 31, the annular member 32, and the lot 33 can be omitted, and the productivity is improved.
[0051] そして、薄膜層 31の素材として、フッ素榭脂が用いられている。このため、このような フッ素榭脂は、耐食性に優れているので、被検出流体として腐食性の強いガスや薬 液などを用いた場合でも浸食されることがなく、これらの腐食性のガスや薬液の腐食
性ガス成分の保持空間への透過を効率よく防止できる。 [0051] As a material of the thin film layer 31, fluorine resin is used. For this reason, such fluororesins have excellent corrosion resistance, so that they do not erode even when a highly corrosive gas or chemical solution is used as the fluid to be detected. Chemical corrosion The permeation of the reactive gas component into the holding space can be efficiently prevented.
[0052] また、圧力トランスミッタ 1は、ケース 10内に固定される台座部 13に検出基板 21を 固定し、この検出基板 21とダイアフラム 22との互いに対向する面に電極を形成する ことによりコンデンサを形成している。このため、ダイアフラム 22の変位量によりこのコ ンデンサの静電容量が変化し、この静電容量変化に応じて被検出流体の圧力を測 定できる。したがって、ダイアフラム 22が微量分しか変位しな力つたとしても、誤差が 少なぐ高精度な圧力の測定ができる。 [0052] Further, pressure transmitter 1 fixes detection capacitor 21 to pedestal portion 13 fixed in case 10, and forms electrodes on opposing surfaces of detection substrate 21 and diaphragm 22 to form a capacitor. Has formed. Therefore, the capacitance of the capacitor changes according to the displacement of the diaphragm 22, and the pressure of the fluid to be detected can be measured according to the change in the capacitance. Therefore, even if the diaphragm 22 is displaced by only a small amount, pressure can be measured with high accuracy and little error.
[0053] また、ダイアフラム 22の開口部 10A側に薄膜 24を貼り付けている。このため、被検 出流体の腐食性ガス成分が薄膜層 31から保持空間 34内に透過したとしても、ダイァ フラム 22は薄膜 24により防護されているので、ダイアフラム 22の腐食を防止できる。 そして、通気孔よりこのような腐食性ガス成分を即座に除去または希釈できるので、 透過した腐食性ガス成分によりこの薄膜 24が剥離することがない。したがって、より確 実にダイァフラムの腐食を防止でき、圧力センサモジュールの長寿命化をより確実に できる。 The thin film 24 is attached to the opening 10A side of the diaphragm 22. For this reason, even if the corrosive gas component of the test fluid permeates from the thin film layer 31 into the holding space 34, the corrosion of the diaphragm 22 can be prevented because the diaphragm 22 is protected by the thin film 24. And since such a corrosive gas component can be immediately removed or diluted from the vent hole, the thin film 24 does not peel off due to the permeated corrosive gas component. Therefore, the corrosion of the diaphragm can be more reliably prevented, and the life of the pressure sensor module can be more reliably prolonged.
[0054] また、通気孔 321は、環状部材 32の略中心点に対して対称的な位置に形成されて いる。このため、一方の通気孔 321から他方の通気孔 321に空気を流すことで、スム ーズな通気流路を構成することができる。したがって、保持空間 34の通気効率を向 上させることができる。 The vent hole 321 is formed at a position symmetrical with respect to a substantially center point of the annular member 32. Therefore, by flowing air from one ventilation hole 321 to the other ventilation hole 321, a smooth ventilation channel can be formed. Therefore, the ventilation efficiency of the holding space 34 can be improved.
[0055] [第 2の実施の形態] [Second Embodiment]
次に、本発明に係る第 2の実施の形態の圧力トランスミッタについて図面に基づい て説明する。なお、以下の説明では、第 1の実施の携帯において既に説明した部位 には、同一符号を付し、その説明を省略若しくは簡略にする。 Next, a pressure transmitter according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, parts already described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
[0056] (第 2の実施の形態の圧力トランスミッタの構成) (Configuration of Pressure Transmitter of Second Embodiment)
図 3において、圧力検出装置としての圧力トランスミッタ 1Aは、第 1の実施の形態の 圧力トランスミッタ 1Aと同様に、配管内の所定の位置に接続され、配管内を流れる被 検出流体としての被検出流体の圧力を測定する圧力測定装置である。また、この圧 力トランスミッタ 1Aで測定可能な被検出流体としては、第 1の実施の形態と同様に、 腐食性の強いガス、あるいは薬液などの流体を用いて説明するが、これに限らず、そ
の他の気体、液体、ゲル状体など、様々な流体の圧力検出に用いることができる。こ の圧力トランスミッタ 1Aは、一端に開口部 10Aを有する略円筒状に形成されたケー ス 10と、このケース 10内に格納される例えば静電容量式の圧力センサ素子 20と、被 検出流体の圧力を受圧する受圧部 70と、圧力センサ素子 20の静電容量の変化を所 定の電気信号に変換する変換回路 40と、被検出流体を受圧部 70まで導く図示しな い継ぎ手と、を備えている。そして、ケース 10内部に設けられる後述する台座部 13の 一面に対向配置されるダイアフラム 22と、圧力センサ素子 20と、受圧部 70などにより 圧力センサモジュール 2Aが構成されて!、る。 In FIG. 3, a pressure transmitter 1A as a pressure detecting device is connected to a predetermined position in a pipe and is a fluid to be detected as a fluid to be detected flowing through the pipe, similarly to the pressure transmitter 1A of the first embodiment. It is a pressure measuring device for measuring the pressure of the pressure. Further, as the fluid to be detected that can be measured by the pressure transmitter 1A, similarly to the first embodiment, a highly corrosive gas or a fluid such as a chemical solution will be described, but is not limited thereto. So It can be used for pressure detection of various fluids such as other gases, liquids, and gels. The pressure transmitter 1A includes a case 10 formed in a substantially cylindrical shape having an opening 10A at one end, a capacitance type pressure sensor element 20 stored in the case 10, and a fluid to be detected. A pressure receiving part 70 for receiving pressure, a conversion circuit 40 for converting a change in capacitance of the pressure sensor element 20 into a predetermined electric signal, and a joint (not shown) for guiding a fluid to be detected to the pressure receiving part 70 are provided. Have. Then, a pressure sensor module 2A is constituted by a diaphragm 22, a pressure sensor element 20, a pressure receiving section 70, and the like, which are disposed to face one surface of a pedestal portion 13 described later provided inside the case 10.
[0057] ケース 10は、第 1の実施の形態のケース 10と同様に、開口部 10Aが設けられる第 1ケース 11と、第 1ケース 11に固定される第 2ケース 12とから構成されて 、る。 [0057] The case 10 includes a first case 11 provided with an opening 10A and a second case 12 fixed to the first case 11, similarly to the case 10 of the first embodiment. You.
[0058] 第 1ケース 11は、略円形状の開口部 10Aに図示しない継ぎ手が係合され、圧力セ ンサ素子 20および受圧部 70の周囲を囲む略円筒状に形成されている。また、第 1ケ ース 11は、通気孔としての連通孔 111が形成されるとともに保持部材としても機能す る上ケース 110Aと上ケース 110Aに嵌合可能な下ケース 110Bとを備えて 、る。また 、上ケース 110Aには、下ケース 110Bとの境界位置の内周面側において、薄膜固 定部 713を挟持する凹状部 110Cが形成されている。さらに、下ケース 110Bには、 凹状部 110Cと対向する所定の位置に略環状の固定溝 110Dが、上ケース 110Aか ら遠ざかるにつれて幅寸法が短くなるテーパ状に形成されて 、る。 [0058] The first case 11 is formed in a substantially cylindrical shape surrounding a periphery of the pressure sensor element 20 and the pressure receiving part 70 by a joint (not shown) being engaged with the substantially circular opening 10A. Further, the first case 11 includes an upper case 110A that has a communication hole 111 as a ventilation hole and also functions as a holding member, and a lower case 110B that can be fitted to the upper case 110A. . Further, the upper case 110A is formed with a concave portion 110C for sandwiching the thin film fixing portion 713 on the inner peripheral surface side of the boundary position with the lower case 110B. Further, in the lower case 110B, a substantially annular fixing groove 110D is formed at a predetermined position facing the concave portion 110C so as to have a tapered shape in which a width dimension decreases as the distance from the upper case 110A increases.
[0059] そして、この開口部 10Aに接続される継ぎ手は、第 1ケース 11の開口部 10Aの内 部に挿入され、第 1ケース 11内部に設けられた受圧部 70に被検出流体を導入する 図示しな!、圧力導入部を備えて 、る。 [0059] The joint connected to the opening 10A is inserted into the inside of the opening 10A of the first case 11, and introduces the fluid to be detected into the pressure receiving unit 70 provided inside the first case 11. Not shown! A pressure inlet is provided.
[0060] さらに、第 1ケース 11の上ケース 110Aの略中心軸上には、略円柱状の台座部 13 が配置されている。この台座部 13の開口部 10A側には、圧力センサ素子 20が取り 付けられている。そして、第 1ケース 11の上ケース 110Aの内周面の一部と圧力セン サ素子 20との間には、例えば Oリングなどのセンサ保持部材 90が設けられている。ま た、台座部 13には、圧力センサ素子 20と変換回路 40とを電気的に接続する配線 41 を挿通させる揷通孔が形成されている。さら〖こ、台座部 13には、この台座部 13およ び圧力センサ素子 20のダイアフラム 22の間に形成される変位空間 25と、第 2ケース
12の内部空間とを連通する圧力調整孔 115が形成されて 、る。 Further, a substantially cylindrical pedestal portion 13 is arranged on a substantially central axis of the upper case 110A of the first case 11. The pressure sensor element 20 is attached to the opening 10A side of the pedestal 13. A sensor holding member 90 such as an O-ring is provided between a part of the inner peripheral surface of the upper case 110A of the first case 11 and the pressure sensor element 20. Further, the pedestal portion 13 is formed with a through hole through which a wiring 41 for electrically connecting the pressure sensor element 20 and the conversion circuit 40 is inserted. Further, the pedestal portion 13 includes a displacement space 25 formed between the pedestal portion 13 and the diaphragm 22 of the pressure sensor element 20, and a second case. A pressure adjusting hole 115 communicating with the internal space 12 is formed.
[0061] 第 2ケース 12は、第 1ケース 11の開口部 10Aとは反対側の一端を覆って形成され る。この第 2ケース 12の内周側には、例えば、取り付け片 14が内方に突出して形成さ れており、第 1ケース 11からこの取り付け片 14にねじ止めすることで、第 1ケース 11と 第 2ケース 12とを固定している。また、第 1ケース 11と第 2ケース 12との間には、シー ル部材 114が取り付けられ、完全に密閉された構成となっている。 [0061] The second case 12 is formed to cover one end of the first case 11 on the side opposite to the opening 10A. On the inner peripheral side of the second case 12, for example, a mounting piece 14 is formed so as to protrude inward. By screwing the mounting piece 14 from the first case 11 to the mounting piece 14, The second case 12 is fixed. Further, a seal member 114 is attached between the first case 11 and the second case 12, so that the structure is completely sealed.
[0062] また、第 2ケース 12には、変換回路 40に接続された電気信号配線 42、および第 2 ケース 12の内部空間とケース 10の外部とを連通させるチューブ 51を 1束にまとめた ケーブル 50を揷通するための揷通孔 121が設けられている。また、この揷通孔 121 の内周面に形成される雌ねじ部には、第 1キャップ 15が螺合されている。この第 1キ ヤップ 15は、ケース 10内の密閉性を保っために、第 1キャップ 15の雄ねじ山にシー ル部材を卷きつけた状態で揷通孔 121に螺号される。そして、この第 1キャップ 15の 軸上にケーブル 50を揷通する揷通部 151が形成されて!、る。この揷通部 151および ケーブル 50の間には、シール部材 152が設けられ、揷通部 151における密閉性を 保っている。さらに、第 1キャップ 15の先端には雄ねじ部が形成され、第 2キャップ 16 が螺号されている。この第 2キャップ 16によりケーブル 50は固定されている。 [0062] Further, the second case 12 includes an electric signal wiring 42 connected to the conversion circuit 40, and a tube 51 that connects the internal space of the second case 12 and the outside of the case 10 in a bundle. A through-hole 121 for passing through 50 is provided. The first cap 15 is screwed into a female screw portion formed on the inner peripheral surface of the through hole 121. The first cap 15 is screwed into the through hole 121 in a state where a seal member is wound around an external thread of the first cap 15 in order to maintain the hermeticity of the case 10. Then, on the axis of the first cap 15, there is formed a through portion 151 through which the cable 50 passes. A seal member 152 is provided between the communication part 151 and the cable 50 to maintain the airtightness of the communication part 151. Further, a male screw portion is formed at the tip of the first cap 15, and the second cap 16 is screwed. The cable 50 is fixed by the second cap 16.
[0063] 圧力センサ素子 20は、第 1の実施の形態と同様に、台座部 13の開口部 10A側の 面に形成される検出基板 21と、この検出基板 21に対向配置されるダイアフラム 22と 、を備えている。ダイアフラム 22は、接合ガラス 23を介して取り付けられている。この 接合ガラス 23は、台座部 13およびダイアフラム 22に、例えば接着剤により密着固定 されて、略密閉された変位空間 25を形成している。そして、変位空間 25は、前述した ように、圧力調整孔 115から第 2ケース 12およびチューブ 51を介して外部に通気可 能となる。これにより、変位空間 25内の圧力は、外部の圧力、例えば大気圧などに保 たれる。 As in the first embodiment, the pressure sensor element 20 includes a detection board 21 formed on the surface of the pedestal section 13 on the side of the opening 10A, and a diaphragm 22 arranged to face the detection board 21. , Is provided. Diaphragm 22 is attached via bonding glass 23. The bonding glass 23 is closely fixed to the pedestal portion 13 and the diaphragm 22 by, for example, an adhesive to form a substantially sealed displacement space 25. And, as described above, the displacement space 25 can be ventilated to the outside from the pressure adjustment hole 115 via the second case 12 and the tube 51. Thus, the pressure in the displacement space 25 is maintained at an external pressure, for example, the atmospheric pressure.
[0064] ダイアフラム 22は、第 1の実施の形態と同様に、略円盤状に形成されている。ダイ ァフラム 22は、前述したように、外周端が接合ガラス 23に接着固定されるとともに、外 周縁が第 1ケース 11の内周面に当接するように形成されている。また、ダイアフラム 2 2の接合ガラス 23に囲まれる面内部は、被検出流体の圧力の変化に応じて軸方向
に変位可能と形成されている。このダイアフラム 22としては、第 1の実施の形態と同様 に、耐磨耗、耐薬品、耐熱、絶縁性に優れたセラミック製ダイアフラムを用いるが、こ れに限らず、例えば、ステンレスなどで形成される金属製ダイァフラムや、シリコン製 ダイァフラムなどを用いることができる。ただし、金属製ダイァフラムを用いる場合は、 金属表面に絶縁性薄膜を貼り付けるなどして、ダイァフラムに形成される後述する電 極とダイァフラムとを電気的に絶縁することが好ましい。また、ダイァフラム 22の受圧 部 70側面には、薄膜 24が貼り付けられている。この薄膜 24としては、第 1の実施の 形態と同様に、例えば、ポリテトラフルォロエチレン(PTFE: PolyTetraFluoroEthylene) やパーフルォロアルコキシアルカン (PFA:PerFluoroAlkoxylalkane)、テトラフルォロェ チレン ·へキサフルォロプロピレン共重合体(FEP:TetrafluoroEthyrene/hexafluoroPro pylene)ゃテトラフルォロエチレン 'エチレン共重合体(ETFE:Ethylene/TetraFluoroEt hylene)、フッ化ビ-リデン榭脂 (PVDF:PolyVinyliDeneFluoride)やポリクロ口トリフルォ 口エチレン (PCTFE:PolyChloroTriFluoroEthylene)などの各種フッ素榭脂を用いること ができる。これらのフッ素榭脂はいずれも耐薬品性に優れ、腐食性ガスや薬液などに 侵されない。なお、薄膜 24は、これらのフッ素榭脂に限らず、その他の耐食性に優れ た素材、例えば高密度ポリエチレンなどを用いてもよい。ただし、これらのフッ素榭脂 やその他の耐食性に優れた素材であっても、例えば特定の有機溶媒には侵食される などの特性を持つ場合があるため、被検出流体の種類や特性によりこれらの素材を 選択することが好ましい。 [0064] As in the first embodiment, the diaphragm 22 is formed substantially in a disk shape. As described above, the diaphragm 22 is formed such that the outer peripheral end is bonded and fixed to the bonding glass 23 and the outer peripheral edge is in contact with the inner peripheral surface of the first case 11. In addition, the inside of the surface of the diaphragm 22 that is surrounded by the bonding glass 23 is moved in the axial direction according to a change in the pressure of the fluid to be detected. It is formed so that it can be displaced. As the diaphragm 22, as in the first embodiment, a ceramic diaphragm having excellent wear resistance, chemical resistance, heat resistance, and insulation properties is used, but is not limited thereto, and may be formed of, for example, stainless steel. For example, a metal diaphragm or a silicon diaphragm can be used. However, in the case of using a metal diaphragm, it is preferable to electrically insulate an electrode described later formed on the diaphragm from the electrode by attaching an insulating thin film to the metal surface. The thin film 24 is attached to the side surface of the pressure receiving section 70 of the diaphragm 22. As the thin film 24, as in the first embodiment, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE: PolyTetraFluoroEthylene), perfluoroalkoxyalkane (PFA: PerFluoroAlkoxylalkane), tetrafluoroethylenhexafluoro Propylene copolymer (FEP: TetrafluoroEthyrene / hexafluoroPropylene) ゃ tetrafluoroethylene エ チ レ ン Ethylene copolymer (ETFE: Ethylene / TetraFluoroEthylene), bi-lidene fluoride resin (PVDF: PolyVinyliDeneFluoride), and polychlorinated trifluoroethylene Various fluororesins such as (PCTFE: PolyChloroTriFluoroEthylene) can be used. All of these fluororesins have excellent chemical resistance and are not affected by corrosive gases or chemicals. The thin film 24 is not limited to these fluorine resins, but may be made of other materials having excellent corrosion resistance, for example, high-density polyethylene. However, even these fluororesins and other materials with excellent corrosion resistance may have properties such as being eroded by a specific organic solvent. It is preferable to select the material.
[0065] 検出基板 21およびダイアフラム 22の互いに対向する面には、第 1の実施の形態と 同様に、変位空間 25を挟んで検出部としての 1対の電極が形成されている。ここで、 被検出流体の圧力が変動すると、ダイアフラム 22は、その圧力に応じて変位し、圧力 センサ素子 20の静電容量が変化する。また、これらの検出基板 21およびダイアフラ ム 22には、前述した台座部 13の揷通孔を揷通して一端部が変換回路 40に接続さ れた配線 41が接続されている。そして、変換回路 40は、検出基板 21およびダイァフ ラム 22に設けられた電極の静電容量変化を検出し、電圧出力信号として変換して、 電気信号配線 42にて接続されている計測装置に出力する。 As in the first embodiment, a pair of electrodes as a detection unit is formed on the surfaces of the detection substrate 21 and the diaphragm 22 that face each other, as in the first embodiment. Here, when the pressure of the fluid to be detected fluctuates, the diaphragm 22 is displaced according to the pressure, and the capacitance of the pressure sensor element 20 changes. Further, a wiring 41 whose one end is connected to the conversion circuit 40 through the through hole of the pedestal 13 is connected to the detection board 21 and the diaphragm 22. Then, the conversion circuit 40 detects a change in the capacitance of the electrodes provided on the detection substrate 21 and the diaphragm 22, converts the change into a voltage output signal, and outputs the voltage output signal to the measurement device connected by the electric signal wiring 42. I do.
[0066] 受圧部 70は、ダイアフラム 22の開口部 10A側に設けられている。この受圧部 70は
、薄膜層としてのカップ状受圧薄膜 71と、カップ状受圧薄膜 71と一体形成される変 位伝達部としてのロット部 72と、カップ状受圧薄膜 71と一体形成される突出部 73と、 を備えている。 [0066] The pressure receiving section 70 is provided on the opening 10A side of the diaphragm 22. This pressure receiving part 70 A cup-shaped pressure-receiving thin film 71 as a thin film layer, a lot portion 72 as a displacement transmitting portion formed integrally with the cup-shaped pressure-receiving thin film 71, and a projecting portion 73 formed integrally with the cup-shaped pressure-receiving thin film 71. ing.
[0067] カップ状受圧薄膜 71は、底面部 711、筒状部 712、および薄膜固定部 713を備え ている。底面部 711は、薄膜 24に対向する位置に配置され、略円盤状に形成される 。また、筒状部 712は、この底面部 711の円盤外周部から開口部 10A側に湾曲して 延出して形成される。これらの底面部 711および筒状部 712により、カップ状受圧薄 膜 71はダイアフラム 22側が凸となる略カップ状に形成される。薄膜固定部 713は、 筒状部 712の外周端部に設けられ、この筒状部 712よりも肉厚に形成されている。ま た、この薄膜固定部 713は、開口部 10A側に突出する固定突起 713Aと、カップ状 受圧薄膜 71の軸心から遠ざ力る径方向に沿って延出する固定フランジ 713Bと、を 備えて形成されている。そして、カップ状受圧薄膜 71は、図 4に示すように、薄膜固 定部 713が第 1ケース 11の上ケース 110Aおよび下ケース 110Bにより挟持されて固 定される。すなわち、カップ状受圧薄膜 71は、薄膜固定部 713の固定フランジ 713B を上ケース 110Aの凹状部 110Cに密着させるとともに、この固定フランジ 713Bと下 ケース 110Bとの間に Oリングなどのシール部材 80を介した状態で、薄膜固定部 713 の固定突起 713Aを下ケース 110Bの固定溝 110Dに嵌合させることで固定される。 そして、カップ状受圧薄膜 71とダイアフラム 22との間に保持空間 34ができ、連通孔 1 11により保持空間 34と圧力トランスミッタ 1Aの外部空間とが連通される。 The cup-shaped pressure receiving thin film 71 includes a bottom portion 711, a cylindrical portion 712, and a thin film fixing portion 713. The bottom portion 711 is arranged at a position facing the thin film 24 and is formed in a substantially disk shape. Further, the cylindrical portion 712 is formed by bending and extending from the outer peripheral portion of the disk of the bottom portion 711 toward the opening 10A. By the bottom portion 711 and the cylindrical portion 712, the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 is formed in a substantially cup-like shape in which the diaphragm 22 side is convex. The thin film fixing portion 713 is provided at an outer peripheral end of the cylindrical portion 712, and is formed thicker than the cylindrical portion 712. Further, the thin film fixing portion 713 includes a fixing protrusion 713A protruding toward the opening 10A and a fixing flange 713B extending along a radial direction moving away from the axis of the cup-shaped pressure receiving thin film 71. It is formed. Then, as shown in FIG. 4, the cup-shaped pressure receiving thin film 71 is fixed with the thin film fixing portion 713 sandwiched between the upper case 110A and the lower case 110B of the first case 11. That is, the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 makes the fixing flange 713B of the thin film fixing portion 713 adhere to the concave portion 110C of the upper case 110A, and the sealing member 80 such as an O-ring is provided between the fixing flange 713B and the lower case 110B. In this state, the fixing protrusion 713A of the thin film fixing portion 713 is fixed by fitting the fixing protrusion 713A into the fixing groove 110D of the lower case 110B. Then, a holding space 34 is formed between the cup-shaped pressure receiving thin film 71 and the diaphragm 22, and the holding space 34 and the external space of the pressure transmitter 1A are communicated by the communication hole 111.
[0068] ロット部 72および突出部 73は、底面部 711の略中心位置に設けられる。ロット部 72 は、底面部 711のダイアフラム 22側に設けられ、突出部 73は、底面部 711の開口部 10A側に設けられている。そして、これらのロット部 72および突出部 73は、底面部 71 1を挟んで略対称的に設けられている、すなわち、ロット部 72および突出部 73は、軸 心からの径寸法が略同一寸法で、かつ略同一形状に形成され、同軸上に配置され ている。また、ロット部 72には、図 5に示すように、底面部 711のダイアフラム 22側の 表面からロット部 72の先端にかけて、所定の径寸法 Rの円弧を描いて湾曲した湾曲 部 721が形成されている。また、突出部 73には、ロット部 72と同様に、底面部 711の 開口部 10A側の表面力も突出部 73の先端にかけて、所定の径寸法 Rの円弧を描い
て湾曲した湾曲部 731が形成されている。さらに、ロット部 72の先端部は、ダイアフラ ム 22の略中心に接着固定されている。このロット部 72は、カップ状受圧薄膜 71が被 検出流体の圧力を受圧して底面部 711が軸心上で変位したときに、その変位をダイ ァフラム 22に伝達する。 The lot part 72 and the protruding part 73 are provided substantially at the center of the bottom part 711. The lot part 72 is provided on the diaphragm 22 side of the bottom part 711, and the protruding part 73 is provided on the opening 10A side of the bottom part 711. The lot 72 and the protrusion 73 are provided substantially symmetrically with respect to the bottom surface 711, that is, the lot 72 and the protrusion 73 have substantially the same diameter from the axis. And are formed in substantially the same shape, and are arranged coaxially. As shown in FIG. 5, the lot portion 72 has a curved portion 721 which is formed by drawing an arc having a predetermined diameter R from the surface of the bottom portion 711 on the side of the diaphragm 22 to the tip of the lot portion 72. ing. Similarly to the lot 72, the surface force on the opening 10A side of the bottom surface 711 is also applied to the tip of the projection 73 so that an arc of a predetermined diameter R is drawn on the projection 73. A curved portion 731 is formed. Further, the tip of the lot 72 is adhered and fixed to the approximate center of the diaphragm 22. The lot portion 72 transmits the displacement to the diaphragm 22 when the bottom surface portion 711 is displaced on the axis center by the cup-shaped pressure receiving thin film 71 receiving the pressure of the fluid to be detected.
[0069] (第 2の実施の形態の圧力トランスミッタの作用効果) (Operation and Effect of Pressure Transmitter of Second Embodiment)
上述したように、第 2の実施の形態の圧力トランスミッタ 1Aの圧力センサモジュール 2Aでは、ダイアフラム 22とカップ状受圧薄膜 71との間に保持空間 34が形成され、こ の保持空間 34に第 1ケース 11の外部と連通した連通孔 111が設けられて 、る。この ため、第 1の実施の形態の圧力トランスミッタ 1と同様に、被検出流体として、例えば 腐食性のガスや薬液などを用いた場合、腐食性ガスや、薬液の腐食性ガス成分が薄 膜層 31から保持空間 34まで透過したとしても、保持空間 34に連通する連通孔 111 を通ってケース 10の外部に透過した被検出流体を除去または希釈することができる 。したがって、例えば、圧力センサモジュール 2を長時間使用した場合でも、薄膜層 3 1を透過した腐食性ガス成分を即座に除去または希釈でき、被検出流体によるダイァ フラム 22の腐食を防止できる。これにより、圧力センサモジュール 2の測定精度を長 時間維持できるとともに、圧力センサモジュール 2の耐久力を長時間維持させること ができるので、圧力センサモジュール 2の長寿命化が図れる。 As described above, in the pressure sensor module 2A of the pressure transmitter 1A according to the second embodiment, the holding space 34 is formed between the diaphragm 22 and the cup-shaped pressure receiving thin film 71, and the first case is formed in the holding space 34. A communication hole 111 communicating with the outside of 11 is provided. For this reason, similarly to the pressure transmitter 1 of the first embodiment, when a corrosive gas or a chemical solution is used as the fluid to be detected, for example, the corrosive gas or the corrosive gas component of the chemical solution is reduced to a thin film layer. Even if the fluid permeates from the space 31 to the holding space 34, the fluid to be detected that has passed through the communication hole 111 communicating with the holding space 34 to the outside of the case 10 can be removed or diluted. Therefore, for example, even when the pressure sensor module 2 is used for a long time, the corrosive gas component that has permeated the thin film layer 31 can be immediately removed or diluted, and corrosion of the diaphragm 22 by the fluid to be detected can be prevented. As a result, the measurement accuracy of the pressure sensor module 2 can be maintained for a long time, and the durability of the pressure sensor module 2 can be maintained for a long time, so that the life of the pressure sensor module 2 can be extended.
[0070] また、カップ状受圧薄膜 71は、底面部 711、および筒状部 712により、ダイアフラム 22側が凸となる略カップに形成され、筒状部 712の外周部が第 1ケース 11に固定さ れている。このため、カップ状受圧薄膜 71の開口部 10A側の面が受けた被検出流 体の圧力により、ロット部 72に応力が集中することなぐカップ状受圧薄膜 71の全体 に分散させることができる。したがって、カップ状受圧薄膜 71の耐圧性を向上させる ことができる。また、カップ状受圧薄膜 71の耐圧性が良好となるので、このカップ状受 圧薄膜 71の厚み寸法を薄くしても十分な耐圧性を確保することができ、カップ状受 圧薄膜 71の厚み寸法を薄くすることにより圧力センサモジュール 2Aの感度を良好に できるので、圧力検出の精度を良好にできる。 Further, the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 is formed into a substantially cup with the diaphragm 22 side protruding by the bottom portion 711 and the cylindrical portion 712, and the outer peripheral portion of the cylindrical portion 712 is fixed to the first case 11. Have been. Therefore, the pressure of the detected fluid received by the surface of the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 on the opening 10A side can be dispersed throughout the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 without stress being concentrated on the lot portion 72. Therefore, the pressure resistance of the cup-shaped pressure receiving thin film 71 can be improved. Further, since the pressure resistance of the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 is improved, sufficient pressure resistance can be ensured even if the thickness of the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 is reduced. Since the sensitivity of the pressure sensor module 2A can be improved by reducing the size, the accuracy of pressure detection can be improved.
[0071] さらに、ロット部 72には、底面部 711の表面から先端にかけて所定の径寸法 Rの円 弧を描いて湾曲する湾曲部 721が設けられている。このため、カップ状受圧薄膜 71
が被検出流体力も圧力を受けた際に、この圧力がロット部 72と底面部 711との境界 の 1点に集中せず、湾曲部 721全体に応力を分散させることができる。したがって、力 ップ状受圧薄膜 71の耐圧性がさらに良好にできる。 Further, the lot portion 72 is provided with a curved portion 721 which is curved from the surface of the bottom portion 711 to the tip so as to draw an arc having a predetermined diameter R. Therefore, the cup-shaped pressure receiving thin film 71 When the pressure is also applied to the fluid force to be detected, this pressure does not concentrate on one point at the boundary between the lot portion 72 and the bottom portion 711, and the stress can be dispersed throughout the curved portion 721. Therefore, the pressure resistance of the pressure-receiving pressure-receiving thin film 71 can be further improved.
[0072] さらには、カップ状受圧薄膜 71の底面部 711の開口部 10A側には、底面部 711の 表面力も先端までが所定の半径 Rで湾曲する湾曲部 731を有する突出部 73が形成 されている。このため、ロット部 72の湾曲部 721と同様に、カップ状受圧薄膜 71が被 検出流体力も圧力を受けた際に、湾曲部 731全体に応力を分散させることができる。 したがって、カップ状受圧薄膜 71の耐圧性がより良好にできる。また、上記ロット部 7 2の湾曲部 721と組み合わせることで、耐圧性がより一層強化され、さらに耐圧性が 良好となるので、カップ状受圧薄膜 71の寿命を延長させることができる。 Further, on the opening 10A side of the bottom portion 711 of the cup-shaped pressure receiving thin film 71, a protruding portion 73 having a curved portion 731 in which the surface force of the bottom portion 711 is curved with a predetermined radius R up to the tip is formed. ing. Therefore, similarly to the curved part 721 of the lot part 72, when the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 is also subjected to the pressure of the fluid to be detected, the stress can be dispersed throughout the curved part 731. Therefore, the pressure resistance of the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 can be further improved. In addition, by combining with the curved portion 721 of the lot portion 72, the pressure resistance is further enhanced and the pressure resistance is further improved, so that the life of the cup-shaped pressure receiving thin film 71 can be extended.
[0073] そして、このようなカップ状受圧薄膜 71、ロット部 72、および突出部 73がー体形成 されている。このため、部品点数を削減することができ、生産性を良好にすることがで きる。また、カップ状受圧薄膜 71と、ロット部 72、突出部 73を別部材として接着製作 した場合に比べ、一体成形することでロット部 72および突出部 73がカップ状受圧薄 膜 71から剥離することがない。このため、ロット部 72や突出部 73の剥離によるカップ 状受圧薄膜 71の耐圧性の悪ィ匕などを防止でき、良好な耐圧性を維持できる。 [0073] The cup-shaped pressure-receiving thin film 71, the lot portion 72, and the protruding portion 73 are formed as a body. Therefore, the number of parts can be reduced, and the productivity can be improved. Also, compared to a case where the cup-shaped pressure receiving thin film 71 and the lot portion 72 and the protruding portion 73 are bonded and manufactured as separate members, the lot portion 72 and the protruding portion 73 can be separated from the cup-shaped pressure receiving thin film 71 by integrally forming. There is no. For this reason, it is possible to prevent the pressure resistance of the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 from deteriorating due to the peeling of the lot portion 72 and the protruding portion 73, and to maintain good pressure resistance.
[0074] また、カップ状受圧薄膜 71は、テーパ状の固定溝 110Dに固定突起 713Aが圧着 されて固定される。このため、カップ状受圧薄膜 71の密閉度が向上し、さらに、 Oリン グ 80を介して上ケース 110Aおよび下ケース 110Bに挟持されるため、より密閉性を 良好にできる。 [0074] Further, the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 is fixed by fixing the fixing protrusion 713A to the tapered fixing groove 110D. Therefore, the sealing degree of the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 is improved, and the sealing property can be further improved because the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 is sandwiched between the upper case 110A and the lower case 110B via the O-ring 80.
[0075] さらに、第 1ケース 11に直接カップ状受圧薄膜 71を取り付けるため、第 1の実施の 形態で用いた環状部材 32が不用となり構成をより簡単にできる。また、下ケース 110 Bを取り外すことで、容易にカップ状受圧薄膜 71を取り出すことができ、メンテナンス 性を良好にできる。 Further, since the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 is directly attached to the first case 11, the annular member 32 used in the first embodiment is unnecessary, and the configuration can be simplified. Further, by removing the lower case 110B, the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 can be easily taken out, so that the maintenance property can be improved.
[0076] [他の実施の形態] [Other Embodiments]
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなぐ本発明の目的を達成 できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved.
[0077] 例えば、第 1および第 2の実施の形態において、受圧部 30と第 1ケース 11との間に
環状のシール部材を設けて密着させる構成を示したが、これに限らない。例えば、図For example, in the first and second embodiments, between the pressure receiving portion 30 and the first case 11 Although the configuration in which the annular seal member is provided and closely attached is shown, the configuration is not limited to this. For example, figure
6に示すように、第 1ケース 11の開口部 10Aには、薄膜層 31の外周部に沿って環状 に受圧部 30側に突起する環状突起部 10A1が形成されている。そして、受圧部 30 および圧力センサ素子 20が、この環状突起部 10A1と台座部 13との間に圧入されて いる。このような構成でも、受圧部 30と第 1ケース 11とを密着させて密閉性を保つこと ができる。さらに、シール部材 113を不要にできるので、部品点数の削減を図ることが できる。 As shown in FIG. 6, an annular projection 10A1 is formed in the opening 10A of the first case 11 along the outer periphery of the thin film layer 31 so as to project annularly to the pressure receiving section 30 side. Then, the pressure receiving portion 30 and the pressure sensor element 20 are press-fitted between the annular protrusion 10A1 and the pedestal portion 13. Even with such a configuration, the pressure receiving section 30 and the first case 11 can be kept in close contact with each other to keep tightness. Further, since the sealing member 113 can be omitted, the number of parts can be reduced.
[0078] さらに、第 1の実施の形態において、図 7に示すように、薄膜層 31を直接第 1ケース 11に貼り付ける構成としてもよい。さらに、図 8に示すように、薄膜層 31と第 1ケース 1 1とを一体成形してもよい。このような構成にすることで、薄膜層 31と第 1ケース 11と の剥離を確実に防止でき、さらに、シール部材 113が不用になるので部品点数を削 減することができる。 Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 7, the configuration may be such that the thin film layer 31 is directly attached to the first case 11. Further, as shown in FIG. 8, the thin film layer 31 and the first case 11 may be integrally formed. With such a configuration, separation of the thin film layer 31 from the first case 11 can be reliably prevented, and the number of components can be reduced because the seal member 113 is not required.
[0079] さらには、薄膜層 31が第 1ケース 11に直接貼付固定されたり、第 1ケースと一体成 形されたりする場合、環状部材 32が設けられない構成としてもよい。この場合、第 1ケ ースの一部が保持部材として機能し、薄膜層 31とダイアフラム 22との間に保持空間 34を形成する。 Further, when the thin film layer 31 is directly attached and fixed to the first case 11 or is integrally formed with the first case, the configuration may be such that the annular member 32 is not provided. In this case, a part of the first case functions as a holding member, and forms a holding space 34 between the thin film layer 31 and the diaphragm 22.
[0080] また、上記実施の形態では、受圧部 30は圧力センサ素子 20の開口部 10A側に 1 つ設けられる構成であった力 図 9のような構成としてもよい。図 9において、圧力セン サ素子 20の開口部 10A側に第 1受圧部 30Aが設けられ、さらにその開口部 10A側 に第 2受圧部 30Bが設けられている。このように複数の受圧部を設けることで、被検 出流体の腐食性ガス成分の透過をより確実に抑えることができ、ダイアフラム 22の腐 食をより確実に防止できる。 Further, in the above-described embodiment, the pressure receiving portion 30 may be configured such that one pressure receiving portion 30 is provided on the opening 10A side of the pressure sensor element 20 as shown in FIG. In FIG. 9, a first pressure receiving portion 30A is provided on the opening 10A side of the pressure sensor element 20, and a second pressure receiving portion 30B is provided on the opening 10A side. By providing a plurality of pressure receiving portions in this manner, permeation of corrosive gas components of the test fluid can be more reliably suppressed, and corrosion of the diaphragm 22 can be more reliably prevented.
[0081] さらに、前述したように、連通孔 111にポンプを接続して、保持空間 34の換気を効 率よく実施できるような構成としてもよい。 Further, as described above, a pump may be connected to the communication hole 111 so that the holding space 34 can be efficiently ventilated.
[0082] そして、第 2の実施の形態において、ロット部 72の湾曲部 721および突出部の湾曲 部 731の円弧は、所定の径寸法の円弧状に形成されているとしたが、これに限定さ れない。すなわち、湾曲部 721, 731は、円弧状を描かなくとも、湾曲して形成されて いればよい。湾曲形状であれば、第 2の実施の形態と同様に、カップ状受圧薄膜 71
が変位した際に湾曲部 721, 731に圧力を分散させることができ、耐圧性を向上させ ることがでさる。 [0082] In the second embodiment, the arcs of the curved portion 721 of the lot portion 72 and the curved portion 731 of the protruding portion are described as being formed in an arc shape having a predetermined diameter. Not. That is, the curved portions 721 and 731 may be formed in a curved shape without drawing an arc shape. In the case of a curved shape, similarly to the second embodiment, the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 When the is displaced, the pressure can be dispersed to the curved portions 721 and 731, and the pressure resistance can be improved.
[0083] また、第 2の実施の形態において用いたカップ状受圧薄膜 71を、第 1の実施の形 態で用いた環状部材 32に取り付ける構成としてもよい。この場合、図 10に示すように 、カップ状受圧薄膜 71の筒状部 712の外周部に環状部材 32を例えば溶融圧着など により固定する。このような構成では、第 2の実施の形態におけるカップ状受圧薄膜 7 1の薄膜固定部 713が不用となり、カップ状受圧薄膜 71の構成が簡単になる。したが つて、カップ状受圧薄膜 71の生産性を良好にできる。 Further, the configuration may be such that the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 used in the second embodiment is attached to the annular member 32 used in the first embodiment. In this case, as shown in FIG. 10, the annular member 32 is fixed to the outer peripheral portion of the cylindrical portion 712 of the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 by, for example, fusion bonding. In such a configuration, the thin-film fixing portion 713 of the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 in the second embodiment is unnecessary, and the configuration of the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 is simplified. Therefore, the productivity of the cup-shaped pressure-receiving thin film 71 can be improved.
[0084] また、前記第 1および第 2の実施の形態では、検出部として、静電容量式の圧力セ ンサ素子 20を用いた力 これに限らない。例えば、抵抗ストレンゲージ式などを用い てもよく、例えば図 11および図 12に示すような構成としてもよい。図 11および図 12に おいて、圧力センサモジュール 2Aには、ダイアフラム 22の受圧部 30とは反対側面 に円筒状の接合ガラス 23を介して圧力検出部 60が設けられている。この圧力検出 部 60は、接合ガラス 23に固定される検出部本体 61と、検出部本体 61からダイアフラ ム 22側に延びてダイアフラム 22の変位を検出部本体 61に伝達する連結部 62と、を 備えている。 In the first and second embodiments, the force using the capacitance type pressure sensor element 20 as the detection unit is not limited to this. For example, a resistance strain gauge type or the like may be used. For example, a configuration shown in FIGS. 11 and 12 may be used. In FIGS. 11 and 12, the pressure sensor module 2A is provided with a pressure detecting section 60 on the side opposite to the pressure receiving section 30 of the diaphragm 22 via a cylindrical bonding glass 23. The pressure detecting section 60 includes a detecting section main body 61 fixed to the bonding glass 23, and a connecting section 62 extending from the detecting section main body 61 to the diaphragm 22 side and transmitting the displacement of the diaphragm 22 to the detecting section main body 61. Have.
[0085] 検出部本体 61は、一端部が接合ガラス 23に接着固定されるとともに他端部が接合 ガラス 23の軸心に向力つて伸びて形成されている。また、この検出部本体 61は、弹 性変形可能な素材にて形成されていて、連結部 62によりダイアフラム 22の変位が伝 達されると、この変位量により弾性変形する。検出部本体 61の略中心には、弾力保 持孔部 611が形成されている。この弾力保持孔部 611は、連結部 62により伝達され るダイアフラム 22の変位を緩衝する。そして、検出部本体 61のダイアフラム 22と反対 側の面には、ひずみ検出部としてのひずみゲージ 63が設けられている。このひずみ ゲージ 63は、検出部本体 61が弾性変形するとその変形量を検出する。そして、検出 された変形量を電気信号に変換して図示しない回路基板部に出力する。この回路基 板部では、入力された電気信号から検出部本体 61のひずみ量を認識し、ダイアフラ ム 22の変位量および被検出流体の圧力を演算処理して求める。 The detection unit main body 61 is formed such that one end is adhered and fixed to the bonded glass 23 and the other end is extended toward the axis of the bonded glass 23. Further, the detection unit main body 61 is formed of a material which is elastically deformable, and when the displacement of the diaphragm 22 is transmitted by the connecting portion 62, the detection unit main body 61 is elastically deformed by the amount of the displacement. An elasticity retaining hole 611 is formed substantially at the center of the detection section main body 61. The elasticity retaining holes 611 buffer the displacement of the diaphragm 22 transmitted by the connecting portion 62. A strain gauge 63 as a strain detecting unit is provided on the surface of the detecting unit main body 61 on the side opposite to the diaphragm 22. This strain gauge 63 detects the amount of deformation when the detecting section main body 61 is elastically deformed. Then, the detected deformation amount is converted into an electric signal and output to a circuit board (not shown). The circuit board recognizes the amount of strain of the detecting section main body 61 from the input electric signal, and obtains the amount of displacement of the diaphragm 22 and the pressure of the fluid to be detected by arithmetic processing.
また、連結部 62は、先端部がダイアフラム 22の略中心に固定され、ダイアフラム 22
の変位量を検出部本体 61に伝達している。したがって、例えば、被検出流体の圧力 が負圧の場合において、ダイアフラム 22が受圧部 30側に変位したとしても、このダイ ァフラム 22の変位を正確に検出部本体 61に伝達できる。 In addition, the connecting portion 62 has a distal end portion fixed to substantially the center of the diaphragm 22, and Is transmitted to the detecting section main body 61. Therefore, for example, even when the diaphragm 22 is displaced toward the pressure receiving unit 30 when the pressure of the fluid to be detected is a negative pressure, the displacement of the diaphragm 22 can be accurately transmitted to the detection unit main body 61.
[0086] このような構成においても、連結部 62でダイアフラム 22の変位量を確実に検出部 本体に伝達することができるので、圧力センサモジュール 2Aは、被検出流体の圧力 を良好に検出することができる。 [0086] Even in such a configuration, the displacement of the diaphragm 22 can be reliably transmitted to the main body of the detection unit by the connecting portion 62, so that the pressure sensor module 2A can detect the pressure of the fluid to be detected well. Can be.
[0087] また、ダイァフラムに直接ひずみゲージを取り付ける構成としてもよ!ヽ。この場合、ダ ィァフラムの変位によるひずみ量を直接ひずみゲージで検出することができる。した がって、良好な検出精度を得ることができる。また、構成が簡略ィ匕するため、部品点 数を減らすことができ、生産コストを低減できる。 [0087] Further, a configuration in which a strain gauge is directly attached to the diaphragm may be adopted! In this case, the strain amount due to the displacement of the diaphragm can be directly detected by the strain gauge. Therefore, good detection accuracy can be obtained. Further, since the configuration is simplified, the number of parts can be reduced, and the production cost can be reduced.
[0088] その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成 できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。 [0088] In addition, specific structures and procedures for implementing the present invention can be appropriately changed to other structures or the like as long as the object of the present invention can be achieved.
産業上の利用可能性 Industrial applicability
[0089] 本発明は、被検出流体の圧力を検出する圧力センサモジュール、および圧力検出 装置に利用できる。
The present invention can be used for a pressure sensor module that detects the pressure of a fluid to be detected, and a pressure detection device.